Mikrotuulegeneraatorid

 
     
 

Maapinda ebaühtlaselt soojendav päike põhjustab õhu liikumise - tuule. Kogu päikeseenergia mis jõuab maale, on võrdne umbes 100,000,000,000,000 kWh energiaga. 1 kuni 2 % sellest päikeseenergiast muutub tuuleenergiaks. See muundumine toimub tänu temperatuurierinevustele maapinnal. Päike soojendab rohkem neid regioone, mis asuvad ekvaatori lähedal ja vähem pooluste lähedal asuvaid piirkondi. Maa omakorda "saadab" temas endas akumuleerunud soojuse õhku tagasi ja põhjustab õhutemperatuuride erinevuse.

Teatavasti on soe õhk kergem kui külm ja seetõttu tõuseb see ekvaatori lähedastest piirkondadest umbes 10 km kõrgusele üles ning suundub kas põhja või lõunasse. Kui maakera ei pöörleks, siis õhk lihtsalt kulgeks 10 km kõrgusel ekvaatorilt poolustele, vajuks alla 1 km kõrgusele ja kulgeks tagasi ekvaatori suunas ning jääkski sinna ringlema. Kuna aga maakera pöörleb ümber oma telje, siis ka õhumassid hakkavad koos selle pöörlemisega liikuma . Seda näivat väändejõudu nimetatakse Coriolis'e jõuks tuntud Prantsuse matemaatiku Gustave Gaspard Coriolis'e (1792-1843) järgi.

Nagu on näha ka juuresolevalt skeemilt, siis tuul tõuseb üles ekvaatori lähedal ja liigub põhja ja lõunasse ülemistes atmosfäärikihtides. 30 laiuskraadi juures mõlemal pool ekvaatorit paneb Coriolis'e jõud õhu liikuma palju kiiremini tänu suurele rõhkude erinevusele ja õhk hakkab sellel laiuskraadil taas alla vajuma.
Kuna tuul tõuseb üles ekvaatoril, siis maapinna lähedal on madala rõhu piirkond, mis "tõmbab ligi" tuuli nii põhjast ja lõunast. Poolustel on aga valdavaks kõrgrõhkkond tänu õhu kiiremale jahenemisele. Näiteks päeva ajal soojeneb mere ääres õhk maa kohal kiiremini kui vesi meres ja seega liigub õhk merelt maale, tekitades meretuule. Öösel toimub aga vastupidine liikumine. Nimetatud liikumine paneb pöörlema ka tuuleveski labad.

Kuna tuul tõuseb üles ekvaatoril, siis maapinna lähedal on madala rõhu piirkond, mis "tõmbab ligi" tuuli nii põhjast ja lõunast. Poolustel on aga valdavaks kõrgrõhkkond tänu õhu kiiremale jahenemisele. Näiteks päeva ajal soojeneb mere ääres õhk maa kohal kiiremini kui vesi meres ja seega liigub õhk merelt maale, tekitades meretuule. Öösel toimub aga vastupidine liikumine. Nimetatud liikumine paneb pöörlema ka tuuleveski labad.

Kõige lihtsam tuuleveski koosneb masti otsas olevast generaatorist ja kolmest labast. Labade sihvakas kuju tuleneb nende aerodünaamilisest eripärast, kus tuule survejõud peab ületama liikumisel tekkiva õhutakistuse. Tuuliku labad on võlli kaudu kinnitatud generaatoriga (n.ö. tagurpidi elektrimootoriga), mille rootori (ehk südamiku) pöörlemise energia muutub elektrienergiaks. Kaasaegsed tuulegeneraatorid on erineva suurusega alates 1,5 meetrist, mida saab kasutada kodumajapidamises, ja lõpetades hiigelsuurte turbiinidega, mis on ühendatud otse elektrivõrku kas üksikult või mitme kaupa, moodustades tuulepargi.

Käesolev teabematerjal pöörab tähelepanu eelkõige mikrotuuleturbiinidele, mis sobivad majapidamiste ja väikeste kogukondade vajaduste katmiseks.

Tuuletehnoloogia peamised eelised

  • Mikrotuuleturbiinid on õige suuruse ja õnnestunult valitud asukoha korral tulus investeering;
  • Mikroturbiinide poolt toodetud elektrit on kõige lihtsam kasutada hoonete kütmiseks, mis meie kliimas annab eraldiseisvale üksikule kodumajapidamisele tuntava energiasõltumatuse;
  • Mikroturbiiniga toodetud elektrit saab ühtlasi salvestada spetsiaalsesse maja juurde ehitatud akupanka, mis garanteerib elektrienergia ka pimedal ja tuulevaiksel ajal ning on seetõttu sobivaks täienduseks päikesepaneelidele;
  • Kaasaegseid mikroturbiine saab paigaldada sobivatele olemasolevatele ehitistele ilma, et need ümbruskonda oluliselt häiriksid. Enne paigaldamist tuleb veenduda ehitise konstruktsioonide vastupidavuses ja valitud tuuliku tüübi sobivusest.

Puudused

  • Tuuleturbiinid teevad töötades müra;
  • Tuuleturbiinid jäävad vahel ette lindude rändeteedele;
  • Et tuuleturbiinid on maastikupildis oluline element, siis võib see teatud inimesi ja huvigruppe häirida. Seetõttu on vaja enne ehitusloa taotlemist ja turbiini paigaldamist naabritega konsulteerida.
  • Turbiini töötamise tõhusus sõltub tuuletingimustest valitud asukohal;
  • Kõikide ehitiste konstruktsioon ei võimalda tuuleturbiini monteerimist. Sel juhul tuleb otsida maja läheduses sobivaid asukohti iseseisva tuuliku püstitamiseks.

Põhimõtted Majanduslik otstarbekus
Kriteeriumid Nõuanne
Paigaldamine