Atsinaujinančios energijos panaudojimas sodyboje

Šio darbo tikslas – trumpai apžvelgti atsinaujinančių energijos šaltinių panaudojimo galimybes, sodybos energijos poreikiams tenkinti. Darbe pateikti vėjo elektros jėgainės, saulės elektros jėgainės bei saulės kolektoriaus skaičiavimo metodikos.

Tačiau norint panaudoti atsinaujinančių energijos šaltinių technologijas prieš tai reikia atlikti nemažai tyrimų, kad būtų galima parinkti tinkamiausias vietas, bei parinkti optimaliausius variantus.

Iš paveikslėlio pasirenku grafiką, kuriam koeficientas kn = 2,4. Iš šio paveikslėlio randu ep7=1,1.

Iš kur atsiranda vėjas? Visa įmanoma energija (išskyrus potvynio ir geoterminę) atsiranda iš saulės. Saulė išspinduliuoja l,74-1014 kWh energijos į žemės paviršių. Maždaug 1-2 %-iš visos šios energijos virsta vėjo energija. Tai nuo 50 iki 100 kartų daugiau nei energija konvertuota į biomasės (visų rūšių augalų esančių žemėje bendrai sudėjus) energiją. Žemės paviršių arčiau pusiaujo saulė įkaitina labiau nei likusias dalis. Karštas oras yra lengvesnis už šaltą, todėl kyla į viršų (apie 10 km) ir pasiskirsto

atitinkamai į šiaurę ir pietus. Jai žemė nesisuktų aplink savo ašį, šiltas oras paprasčiausiai pasiektų šiaurinį bei pietinį polius. Taigi, dabar šiltas oras sklinda nuo ekvatoriaus į šiaurę ir į pietus gilesnių sluoksnių link. Taip oras susimaišo. Kai šilto oro kiekis nuo pusiaujo padidėja, gaunasi žemas slėgis, kuris ir sukelia šaltų oro masių judėjimą iš šiaurės bei pietų. Poliuose bus aukštas slėgis, kadangi čia oras atvėsta. Tokį vėjo masių judėjimą mes vadiname vėju. Šie slėgių kitimai vyksta tik ribotoje oro terpėje -atmosferoje, t.y. 11 km nuo žemės paviršiaus. Ilgamečiai stebėjimai parodė, kad atmosferiniai slėgiai prasideda anksti ryte ir baigiasi apie vidurnaktį.Taigi, vėjuotumas dieną yra žymiai stipresnis nei naktį.[1]

Kitaip, oro tankis - proporcingas slėgiui. Pasikeitus aukščiui nuo nulio iki 500 m oro tankio p reikšmė sumažėja 5 %. Taigi, žinoti kokie vėjai vyrauja konkrečioje vietovėje yra labai svarbus faktorius vėjo energetikos projektavime, nes sugeneruojamos elektros energijos kiekis tiesiogiai proporcingas vėjo greičiui. Vėjo energijos kiekis nusakomas kubiniu parametru (trečiasis narys jėga), t.y. vėjo greitį padidinus 2 kartus gausime 8 kartus didesnį energijos kiekį 23=2*2*2. Šį teiginį puikiai iliustruoja žemiau pateiktas paveikslas. [14]

Skaičiavimai rodo, kad 25 m aukštyje vėjo greitis yra apie 14 % didesnis negu 10 m aukštyje, 50 m aukštyje - 26 %, 75 m aukštyje - 33 %. Taigi matyti, kad kuo aukščiau nuo žemės paviršiaus, tuo mažesnis vėjo greičio kitimas. Todėl dideliame aukštyje nuo žemės paviršiaus vėjo greičio kitimas vertikalia kryptimi labai nedidelis.[4]

Pagal Lietuvos meteorologijos stočių surinktus duomenis yra sudaryti žemėlapiai, kuriuose pavaizduoti vidutiniai metiniai vėjo greičiai Lietuvoje, bei saulės švietimo laiko žemėlapiai

Lietuvos teritorijoje pasirenku dvi būdingas vietoves, kuriose toliau nagrinėsiu galimybes panaudoti atsinaujinančius energijos šaltinius. Pirmojo vietovė, tai Valėnai, kur vyraujantis vėjo greitis yra apie 4,0-5,5 m/s, ir saulė šviečia apie 1811 h/per metus. Antroji vietovė tai Ramučiai, kur vyraujantis vėjo greitis yra apie 2,5-3,5 m/s, ir saulė šviečia apie 1751 h/per metus.

4.1VĖJO ELEKTROS JĖGAINĖS PER MĖNESĮ PAGAMINTO ELEKTROS ENERGIJOS KIEKIO PROGNOZAVIMAS

Įrenginys WE-1000 tai labai efektyvi, netriukšminga, savaime orientuojama sistema, galinti veikti autonominiu režimu su minimaliais vėjo greičiais nuo 2,5 - 3 m/s. Kai vėjo greitis 9-12 m/s, įrenginys WE-1000 gali paduoti į akumuliatorių baterijas elektros energiją iki 1 kW galingumo.