Kas teadsid, et Eestis on üle 40 töötava hüdroelektrijaama? Oled õiges kohas, kui sind huvitab kuidas hüdroenergiast saab elekter.
Positron 2024 noore automaatiku loogikaülesande lahendamisel naeratas loosiõnn Maili Su**le. Loogikaülesande lahendamisele registreerunute vahel loosis Generaator välja meeskonna- või klassiekskursiooni Põlvamaal Taevaskojas.
Hüdroelektri-, tuule- ja päikeseenergia on peamised taastuvad energiaallikad, igaühel oma tugevused ja nõrkused. Vaatleme nende tootmisvõimet, keskkonnamõju ja majanduslikke külgi.
- Igal aastal 3,5 GWh taastuvatest allikatest elektrit.
- Saesaare ja Leevaku hüdroelektrijaamadest saab elektrit 1000 majapidamist.
- Meie päikesejaamad varustavad elektriga 750 majapidamist.
Inimtegevus üldiselt ja elektrienergia sh kõik taastuvenergia tootmisviisid häirivad mingil määral looduskeskkonda.
Jõe vooluhulk ei vähene sellest, et jõele ehitatakse või jõel töötab hüdroelektrijaam.
Hüdroelektrijaamade keskkonnamõjudeks loetakse ennekõike vooluveekogude takistamist paisuga ja elupaikade isoleeritust ülal ja allpool paisu.
Jõgi on terviklik ökosüsteem, mille iga muutuse esilekutsumisega tuleb olla ettevaatlik. Hüdroelektrijaamade tööks on vajalik toimiv pais jõel, mis võimaldab vee “kukkumise” turbiini.
Õige vooluhulga tagamine paisu all kindlustab minimaalse mõju veeloomastikule, s.h kalade liikumisele jões. Paisjärved suurendavad jõgede vastupanuvõimet põua- ja külmaperioodidel, mitmekesistavad maastikupilti ja avardavad puhkevõimalusi. Üle kahemeetrise sügavusega paisjärved ei jää suvel kuivaks ega külmu läbi talvel, tagades kaladele ja põhjaloomastikule elupaigad ka ekstreemtingimustel ning vältides ümbruskonna kaevude tühjaks jäämist põuaperioodidel.
Väited paisjärve ja paisu aluse veetaseme kõigutamisest ei pea paika – selline tegevus ei ole lubatud. Paisude toimimine ja veerežiim on rangelt kontrollitud.
Kirjeldused kalade sattumisest turbiini on ammused, sest tänapäeval peab selle vältimiseks hüdroelektrijaama veevõtu ees olema piisava tihedusega võre või rest.
Kalade vabaks liikumiseks tuleb teha investeeringuid kalapääsudesse. Hüdroelektrijaamades on võimalik elektrit toota ja samal ajal tagada kalade liikumine nii alla- kui ülesvoolu.
Eestis on küll aastatel 2007-2015 rajatud 89 kalapääsu, neist 70 lõhe, jõeforelli, meriforelli ja harjuse kudemis- ja elupaigana kinnitatud veekogudel, kuid hüdroelektrijaamaga koos töötavaid kalapääse on vähem kui 10.
Kas teadsid, et olemasolevas hüdroelektrijaamas elektri tootmine on väiksema keskkonna jalajäljega tegevus kui uue elektrijaama ehitamine ja selles elektri tootmine?
Olgu selleks uueks mistahes elektrijaam s.h. tuulegeneraatori püstitamine või päikesepaneelid. Jalajälge võrreldakse seadme või elektrijaama kogu elutsüklis. Täielik elutsükkel sisaldab materjalide tootmist ja transporti, ehitamise ressursimahukust sh. energiatarbimist ning mõju keskkonnale, ehitise kasutus- ja hoolduskulusid, jäätmete käitlust ja sotsiaal-majandusikke aspekte.
Eesti olemasolevad hüdroelektrijaamad panustavad:
– Elektriga varustamise kindlusesse, jaamad töötavad 24/7
– Elekter ligikaudu 16 000 majapidamisele
– Elektri hinna alanemisse – hüdroelektrijaamade kulud elektri tootmiseks on madalad
– Kriisiolukorra lahendamisse. Kui elektrivõrk on rivist välja löödud saab kohalikku hädavajadust rahuldada, telefone ja akusid laadida
– Paisjärvede olemasolusse paisu ja veetaseme valvajatena
– Kohalikku kogukonda kaitstes tööstuspärandit ja paisjärve
– Pöörlev reserv (oma inertsiga) aitab tagada elektrisüsteemi stabiilsust
Tasase pinna reljeefi tõttu on meie jõgede keskmine kalle väike. Seetõttu võib öelda, et Eesti hüdroenergeetiline potentsiaal on võrreldes mõne lähiriigiga (Norra, Rootsi) tagasihoidlik. Ajalooliselt on Eestis väikseid veskeid ja hüdroelektrijaamu olnud siiski palju – kokku ligi 1000.
Meie hüdroelektrijaamad ei ole võrreldavad maailma suurte hüdroelektrijaamadega, nad on mini- (0,5 – 5 MW) või mikroelektrijaamad (alla 0,5 MW). Seega hüdroenergia kasutamise maht Eestis on piiratud, teoreetiliselt on seda hinnatud 30 MW suurusjärku, millest reaalselt kasutatav on ca 13 MW (välja arvatud Narva jõe potentsiaal).
Vee abil elektrienergia tootmine on keskkonnasõbralik, sest õhku ei paisata kasvuhoonegaase. Voolav vesi on kohalik energiaallikas ning elektritootmiseks ei kasutata vett „ära“ vaid rakendatakse seadmete tööks veejõudu.
MW või kW näitab hüdroelektrijaama installeeritud tööks vajalike seadmete võimsust.
Kui installeeritud võimsus korrutada jaama töötundidega (h) siis saab teada võimaliku aastatoodangu (MWh või kWh)
Seadmete koormamiseks täisvõimsusel vett alati ei jagu. Hüdroelektrijaamu ei disainita pideva maksimaalse võimsusega tööks. Samuti ei valita hüdroelektrijaamade seadmeid ka maksimaalse võimaliku ressursi kasutamiseks.
Seetõttu ei piisa ainult võimsusest ja töötundidest tegeliku aastatoodangu leidmiseks. Kasutada tuleb koormustegurit, mis näitab millise koormusega jaam töötas või milline on jaama planeeritud koormusgraafik. Üldjuhul on hüdroelektrijaamade seadmed valitud selliselt, et kasutustegur on ligikaudu 0,6.
NÄIDE:
Installeeritud võimsus 400 kW, st. 0,4 MW
Aastas on 8760 tundi
Kasutustegur 0,6
Arvutus:
400 x 8 760 x 0,6 = 2 102 400 kWh e. 2 102 MWh e. 2,1 GWh elektrit aastas
Kas teadsid, et 2021. aastal toodeti 16% kogu maalima elektrienergiast hüdroelektrijaamades?
Jõgede hüdroenergia (hüdrauliline energia ehk vee-energia) on mehaanilise energia liik, mis vabaneb vee vabal langemisel Maa raskusjõu mõjul. Hüdroenergiat muundatakse otse mehhaaniliseks energiaks näiteks veskites või elektrienergiaks hüdroelektrijaamades.
Hüdroelektrijaama olulised osad on paisurajatis, survebassein st. üldjuhul paisjärv, survetoru, turbiin, generaator, imitoru, vee äravoolukanal.
Tutvu väikehüdroelektrijaama põhimõtteskeemiga
Vesi, mis voolab paisu tagant survetorust, paneb pöörlema turbiini. Turbiini pöörlemine paneb tööle generaatori, mis hakkab tootma elektrit.
