Tuuleenergia referaat - väga mahukas (0)

TUULEENERGIA
Referaat
Table of Contents
SISSEJUHATUS 3
1.TUULENERGIA AJALOOST 4
1.1.ÜLDINE TUULEENERGIA AJALUGU 4
1.2.EESTI TUULEENERGIA AJALUGU 5
2.TUULEENERGIA EELISED 7
3.TUULEPARKIDE MÕJU KESKKONNALE JA MIINUSED 9
4.MÕJU INIMKONNALE 12
5.TUULEENERGIA HETKESEIS 15
5.1.TUULENEERGIA MUJAL MAAILMAS 15
5.2.TUULENERGIA EUROOPAS JA MAAILMAS 16
KOKKUVÕTE 18
KASUTATUD ALLIKAD 19

SISSEJUHATUS

Antud referaat on pühendatud Tuuleenergiale üldiselt ja ka selle kasutusele Eestis. Teema valik tulenes sellest, et hetkel on suureks probleemiks globaalne soojenemine, milles süüdistatakse enamasti CO2 taseme tõusu. Energiamaastikul kasutatakse erinevaid elektrijaamu, mille kõrvaliseksprotsessiks on CO2 gaas . Maailm, kui ühiskond, on saanud aru, et tuleb vähendada meie CO2 “sõrmejälge” ja sellest tulenevalt oleme hakanud otsima lahendusi, kus energiatootmisel ei eraldu kõrvalisi, mittevajalikke aineid. Tuuleenergia on üks neist energiatootmise viisidest, kus ei eraldu CO2 gaasi ega ka muid aineid. Tööks on kasutatud mitmeid erinevaid allikaid, mis on võetud kõik internetist. Töö lugeja peaks saama aru millisel tasemel on tuuleenergia hetkel Eestis ja ka mujal maailmas, samas saab ta ka aru kuidas on tuuleenergia selliseks üleaastate kujunenud.

1.TUULENERGIA AJALOOST

1.1.ÜLDINE TUULEENERGIA AJALUGU

Esimene tuuleenergia pioneer Charles F. Brush (1849-1929) on üks Ameerika elektritööstuse rajajaid. 1887-1888 aasta talvel ehitas Brush valmis tuulegeneraatori mida loetakse praegu esimeseks elektrit tootvaks tuuleturbiiniks. See oli tohutu, rootori läbimõõt oli 17 m ja tal oli 144 laba mis tehtud seedripuust. See turbiin töötas 20 aastat ja laadis akusid. Hoolimata oma suurusest oli sel tuulikul kõigest 12 kW generaator . Kuna nimetatud rootorimudel oli mitmetiivaline, ei andnud see oma aeglase pöörlemise korral paraku eriti suurt kasutegurit. Alles hiljem avastas taanlane Poul la Cour kiiresti pöörleva rootoriga tuuleturbiini, millel on kõigest mõni laba ja mille efektiivsus on elektri tootmiseks tunduvalt suurem.
Teine tuuleenergia pioneer Poul La Cour (1846-1908) oli oma ametilt meteoroloog. Teda võib lugeda modernsete elektrit tootvate tuuleturbiinide isaks ja seda tänu tema uurimistööle aerodünaamika vallas. Poul La Cour oli ka esimene leiutaja kes ehitas spetsiaalse tuuletunneli eksperimentide läbiviimiseks. Poul La Cour teostas uurimusi elektrienergia salvestamiseks ja kasutas enda tuulegeneraatoritega toodetud elektrit elektrolüüsi teel veest vesiniku tootmiseks. Vesinikku kasutas ta oma kooli lampides valguse saamiseks.
La Cour asutas ka tuuleelektrikute ühenduse millel 1905 a., üks aasta pärast asutamist oli 356 liiget. Ka esimene tuuleenergia ajakiri on asutatud Poul La Cour’I poolt.
Järgnevad tuulearendajad
F.L. Smidth’i turbiinid: II maailmasõja ajal ehitas energiakompanii F.L. Smidth mitmeid tuuleturbiine, milledest mõned olid kahe- ja osad kolme labaga. Kõik need ehitatud tuuleturbiinid tootsid reeglina alalisvoolu.
Esimene vahelduvvoolugeneraatoriga tuuleturbiin on valmistatud Poul La Couri endise 1904 a. lõpetaja Johannes Juul’i poolt. J. Juul’i poolt on loodud ka innovatiivne 200 kW-ne masin (1956-1957) elektrikompaniile SEAS. Kolmelabaline masin koos elektromehhaanilise pööramissüstemiga oli teerajajaks just tänastele tuulikutele. Turbiin oli nn stall control süsteemiga ja J. Juul leiutas sinna juurde aerodünaamilised pidurid mis hakkavad teatud tuulekiirusel pöörlemiskiirust hoopis pidurdama. Põhimõtteliselt sama süsteem on ka tänapäevastel stall control’süsteemiga varustatud tuuleturbiinidel.
1980-ndad aastad
80-ndad aastad olid erinevate kontseptsioonide ja erinevate võimsuste väljapakkumise aeg. Ehitati nii ühe majapidemise jaoks sobivaid paarikümne kilovatiseid kui ka 2 MW-ne Tvind. Viimane muide töötab edukalt ilma eriliste probleemideta tänini. Sellel turbiinil on rootori läbimõõt 54 m ja elektrit toodab sünkroongeneraator. Üks esimesi samme tänapäevaste firmade ja tuulikute suunas oli BONUS’e 30 kW tuulik .
1980-1981 aastatel töötati välja 55 kW tuuleturbiinid ja nendega löödi tänu oma tehnoloogilisele ja tööstuslikule uudsusele maailmas ka läbi. Suur tuulepark pandi püsti Taanis ja tänini maailma suurim USAs Californias, Palm Springs’s. Sinna paigaldati 100 masinat. Suurem osa neist on Taani päritolu. Kahjuks aga kukkus kogu Ameerika Ühendriikide tuule areng kokku pärast 1985 aastat kui lõpetati California dotatsiooniskeemid. Sellest ajast on USAs paigaldatud tuulikuid vähe, kuid turg kosub ja olukord paraneb. Turuliider on praegu Saksamaa ja ka installeeritud võimsuse poolest liigub Saksamaa esirinnas tänu heale seadusandlusele, differentseeritud hinnapoliitikale ja paindlikule dotatsioonisüsteemile.

1.2.EESTI TUULEENERGIA AJALUGU

Esimesed kirjalikud teated tuulikutest Eesti territooriumil, täpsemalt Hiiumaalt, ulatuvad ajas tagasi aastasse 1572, kuid ilmselt kasutati tuulikuid juba antud paikkonnas ka varem. Need tuulikud olid oma konstruktsioonilt post-tuulikud. On küllaldaselt põhjust arvata, et 19. sajandi lõpuks küündis tuulikute arv Eestimaal kahe kuni kolme tuhandeni ning nende summaarne väljundvõimsus aga 10 MW-ni.
20. sajand tõi aga varsti lõpu tuuleenergia laiaulatuslikule kasutamisele ning andis rohelise tule moodsatele energiaallikatele nagu nafta ja elekter. Alles pärast esimest õlikriisi hakati jälle tõsisemalt mõtlema tuuleenergia taaskasutusele.
Tuuleenergia kasutamisele kaasaegsete generaatoritega pani Eestis alguse Eesti ja Taani Keskkonnaministeeriumide ühisfinantseering. Koos Biosfääri Kaitseala Hiiumaa keskusega ning Taani firmadega püstitati 1997. a. septembris 150 kW-ne näidistuulejaam Hiiumaal Tahkuna neemel.
11. oktoobril 2002. a. hakkas tööle Eesti esimene kaasaegne tuulepark- Virtsu Tuulepark, millega astute suur samm edasi perspektiivse ja loodussöbraliku energialiigi laiema kasutuselevõtu suunas. 2005. a märtsis valmis hetkel Eesti suurim tuulepark Pakri poolsaarel. Pargi koguvõimsuseks on 18,4 MW. Masti kõrguseks 80m ning tiivikute läbimõõduks 87 m.
Lisaks suurematele tuuleturbiinidele on Eestisse püstitatuks ka mitmeid väiksemaid tuuleturbiine. Kokku on Eestisse püstitatud ja ühtsesse elektrivõrku ühendatud tuulegeneraatoreid 32, MW eest.

2.TUULEENERGIA EELISED

Energeetika peab pürgima säästliku ja emissioonivaba tehnoloogia poole. Tuuleturbiinid toodavad elektrit ilma keemiliste ühendite emissioonita ning seetõttu alandavad fossiilsete ja tuumakütuste kasutamisel tekkivat välisõhu saastust. Inimestena oleme osake üldisest ökoloogilisest maailmast ning seetõttu peame säilitama ning parendama kõigi ökosüsteemi kuuluvate olendite elutingimusi. Tuuleturbiinid on seejuures üheks võtmekomponendiks sellise säästliku elustiili poole liikumisel.
Tuuleenergia seadmed on tunnustatud kui ühed efektiivsemad ja keskkonnasõbralikumad taastuvatel loodusressurssidel põhinevad energiatootmise vahendid. Moodsatel tuulemastidel saab peaaegu igat turbiini osa taaskasutada. Tuulepargid võtavad enda alla väikese osa maapinnast, ümbritsevat ala saab kasutatda põllumajandusmaana. [3]
Tuuleenergia vahetab välja fossiilkütused ja nende kopsakad CO2-heitmed. Kuna tuulegeneraatorid ei tarbi kütust ning nende käitamis- ja hoolduskulud on madalad, on tuuleenergia piirkulu minimaalne. Seetõttu tähendab tuuleenergia osakaalu tõus kogu elektrienergias, et turult tõrjutakse välja kulukamad ja saastavamad elektritootmise tehnoloogiad (põlevkivi, nafta, süsi ja gaas). [4]
Tuulepargi ehitamine ei koorma keskkonda. Nii pea, kui tuled sisse lülitatakse, on vaja elektrijaama ning kõikide elektrijaamade ehitamise käigus tekib CO2. Elutsükli heitmed hõlmavad jaama ehitamist, kütuse kaevandamist ja transporti, käitamist ning hooldamist. Tuuleenergial on elutsükli heitmed kõikidest energiatootmistehnoloogiatest aga kõige väiksemad. Tuulegeneraator hüvitab ehitamiseks kulunud energia ja süsihappegaasi kolme kuni kuue kuuga. [4]
Tuuleenergia väldib kliimamuutuskulusid. Kliimamuutuste vastase võitluse strateegia nurgakiviks peetakse kasvuhoonegaaside saastekvootidega kauplemise süsteemi (ETS), mis on teisisõnu nn piiramise ja kauplemise süsteem, kus piiratakse lubatud heitkoguste üldist taset, kuid selle piires on süsteemis osalejatel võimalik saastekvoote osta ja müüa vastavalt vajadusele. ETS määrab, kui palju iga riik ja tööstusettevõte võib paisata õhku kasvuhoone heitgaase. Kui tööstused toodavad gaase rohkem, peavad nad selle eest maksma, kui vähem, võivad nad oma kasutamata kvoodi maha müüa. See saadab investoritele selge signaali: kliimamuutuse hind, mille hetkel ühiskond kinni maksab, nihkub üha enam saastajale. [4]
Tuuleenergeetikal on palju keskkonnaalaseid eeliseid. Võrreldes traditsiooniliste elektrijaamadega pakub tuuleenergia täiendavaid keskkonnaalaseid eeliseid – puuduvad NOx-heitmeid (troposfääriosooni lähteained, mis mõjuvad tervisele ja põhjustavad kasvuhoonegaasidest tingitud soojenemist); puuduvad teised õhu saasteaineid, nagu vääveldioksiid (happevihma põhjustaja), ning osakesed, millel on vähki põhjustav toime ning kahjulik mõju inimeste tervisele; käitamise ajal ei kasutata vett; kütuse kaevandamine elektrienergia saamiseks puudub. [4]
Tuuleturbiinid ei saasta õhku ega eralda kasvuhoonegaase, nagu seda teevad elektrijaamad, mis kasutavad fossiilseid kütuseid – kivisütt, maagaasi või põlevkivi. [5]
Tuuleenergia on kodumaine energia. Eesti riigi tuulevarud on külluslikud. Perspektiivseid paiku tuuleenergia tootmiseks, kus aasta keskmine tuulekiirus on 5-6 m/s, on Eestis võrdlemisi palju. [5]
Tuuleenergeetika tugineb tuule taastuvenergial, mis ei saa otsa. Tuul on tegelikult päikeseenergia tüüp, mida põhjustab atmosfääri ebaühtlane soojendamine Päikese poolt, Maa pöörlemine ja Maakera pinna korrapäratus. [5]
Tuuleenergia on tänapäeval üks odavamaid taastuvenergia liike. Oma eluea jooksul toodab üks tuulegeneraator umbes 80 korda rohkem energiat kui kulub tema tootmiseks, hooldamiseks ja lammutamiseks. [5]
Tuuleenergia sobib energia tootmiseks ka kohalikul tasandil, nt saartel. [5]

3.TUULEPARKIDE MÕJU KESKKONNALE JA MIINUSED

Võrreldes traditsiooniliste energia tootmisallikatega on tuuleenergia mõju keskkonnale suhteliselt väike. Tuuleenergia ei kasuta fossiilseid kütuseid ning seetõttu ka ei reosta otseselt loodust. Sellegipoolest pole õige väita, et tuuleturbiinidel ei ole üldse loodust kahjustavaid mõjusid Pöörlevad tuuleturbiinid võivad tappa linde ja segada nende migratsioonimustreid. [10]
Ka võtavad tuulepargid enda alla suuri ja tihti looduskauneid rannikualasid. Peamisteks ökoloogilisteks mõjuteguriteks loetakse tuuleenergia puhul : müra , visuaalne reostatus, varjud ja mõju linnustikule.
Müra mõju
Elektrituulikutega kaasnevat müra peetakse sageli üheks olulisimaks tuulikuparkide rajamisega kaasnevaks negatiivseks asjaoluks. Kindlasti on müra probleemiks selle pärast, et tuuleparke rajatakse tihti muidu vaiksetesse maapiirkondadesse. Seetõttu püütakese uute tuuliku laba disainide ja tuuleparkidele paremate asukohtade leidmisega mürataset alla viia. Suured tuulegeneraatorid tekitavad madalasageduslikku ehk infraheli , mis ei ole inimese kõrvale valdavalt kuuldav(