Vėjo energija: nuo jėgainių iki žaibo gaudymo
Vėjo energija - tai atsinaujinantis energijos šaltinis, kuris tampa vis svarbesnis siekiant sumažinti priklausomybę nuo iškastinio kuro ir kovoti su klimato kaita. Šiame straipsnyje panagrinėsime, kas yra vėjo energija, kaip ji naudojama, kokie iššūkiai ir perspektyvos laukia šios srities ateityje.
Vėjo energijos esmė
Vėjo energija - tai energija, gaunama iš vėjo. Vėjo turbinos, dar vadinamos vėjo jėgainėmis, paverčia vėjo kinetinę energiją elektros energija. Vėjo turbinos yra aukštos konstrukcijos su trimis sparnais, kurie sukasi vėjo veikiami. Sukimosi energija perduodama į generatorių, kuris gamina elektrą.
Vėjo jėgainių tipai ir jų panaudojimas
Vėjo jėgainės skirstomos į pramonines, vidutinės galios ir asmeninio naudojimo.
- Pramoninės vėjo jėgainės: Jų galia viršija 250 kW. Jos gali dirbti autonominiu režimu arba būti įjungtos į bendrą elektros tinklų sistemą.
- Vidutinės vėjo jėgainės: Jų galia 50-250 kW. Naudojamos tiek pramoniniams, tiek didelių asmeninių ūkių ar bendruomenių elektros energijos poreikiams tenkinti.
- Asmeninio naudojimo vėjo jėgainės: Jų galia 0,1-50 kW. Jų pagaminta elektros energija naudojama ūkio ar sodybos poreikiams arba kaupiama akumuliatoriuose.
Vėjo variklis vėjo energiją keičia į mechaninę. Būna horizontaliosios ir vertikaliosios ašies varikliai. Dažniausiai naudojami dviejų ar trijų sparnų vėjaračiai ir horizontaliosios ašies varikliai.
Vėjo energijos plėtra Lietuvoje
Lietuvoje vėjo energetika sparčiai vystosi. Tai rodo ir Telšių rajone iškylančios didžiausios ir galingiausios vėjo jėgainės Lietuvoje. Vienos elektrinės aukštis aukščiausiame taške siekia 220 metrų, o galia - 5,3 MW. Numatoma, kad 13 tokių vėjo jėgainių elektros energija galės aprūpinti beveik 80 tūkst. namų ūkių. Šiuo metu Lietuva pasigamina apie 15 proc. vartojamos elektros energijos iš vėjo. Prognozuojama, kad per ateinančius trejus metus šis skaičius pasieks maždaug 50 proc.
Taip pat skaitykite: Pinigų spausdinimo technologijos ateitis
Vėjo jėgainių statybos iššūkiai
Vėjo jėgainių statyba - sudėtingas ir specializuotas procesas. Montuoti tokį parką Lietuvoje yra tikras iššūkis: aikštelėje dirba užsienio specialistai, o sparnus aukštyn kelia kranai iš Vokietijos bei Austrijos. „Tai - labai specializuotas procesas, kur Lietuvoje greičiausiai tiesiog nebūtų įmanoma surinkt komandos, nes nei atestatų, nei apmokymų, nei patirties Lietuvoje esančios bendrovės neturi“, - sako „E Energija“ grupės generalinis direktorius Gediminas Uloza. Vien transportuoti 65 metrų ilgio jėgainių sparnų dalis iš Klaipėdos uosto į parką - atskiras sudėtingas projektas: „Kai kur teko rekonstruoti žiedus, kitur teko visiškai perasfaltuoti sankryžas, kad būtų įmanoma įsukti“, - pasakoja G.Uloza.
Vėjo jėgainių efektyvumo užtikrinimas
Siekiant efektyviai įdarbinti vėją, reikalingi ne tik naujausi technologiniai sprendimai, bet reikia įvertinti ir dinamiškas oro sąlygas. Apledėję sparnai, audros, besikeičianti vėjo kryptis - visa tai reikia apskaičiuoti. „Vėjo jėgainės kiekvienu momentu perskaičiuoja, ar tai pats tinkamiausias kampas suktis ir bando pagauti tinkamiausią kampą“, - pasakoja G.
Alternatyvūs energijos šaltiniai: žaibo energijos panaudojimo galimybės
Iš žemės gelmių kasame anglis, siurbiame naftą, sugebame panaudoti saulės ir vėjo energiją, tačiau žaibų energijos vis dar nenaudojame. Tačiau galbūt būtent ji leistų sumažinti iškastinio kuro naudojimą? Nors kiekvieno žaibo energija skiriasi, vidutinis žaibas prilygsta keliems milijardams džaulių energijos. „Vidutinė šeima, gyvenanti Vilniuje, per mėnesį sunaudoja maždaug apie 100 kilovatvalandžių elektros energijos. Vienas žaibas galėtų patenkinti maždaug 17 šeimų elektros poreikius vieną mėnesį“, - teigia Vilniaus universiteto fizikas dr.
Žaibo energijos surinkimo iššūkiai
Žaibo energijos surinkimas ir panaudojimas yra sudėtingas uždavinys dėl kelių priežasčių:
- Energijos kiekis ir greitis: Žaibai yra labai galingi ir greiti. „Viskas vyksta labai greitai ir visko nespėsi surinkti. O antra priežastis ta, kad gaunamas labai didelis kiekis energijos. Dėl to prietaisas sudegs, susprogs arba kažkas jam nutiks. Žmogus gali sukurti arba labai greitą, arba labai galingą prietaisą, o gamtoje gali būti ir labai greita, ir labai galinga. Mes dar turime vietos, kur galime tobulėti, ieškoti būdų, kaip tą energiją galime surinkti“, - sako A.
- Šiluminiai nuostoliai: Daug elektros srovės per trumpą laiką reiškia milžiniškus šiluminius nuostolius. Be to, reikia labai storų laidų, kondensatorių ar akumuliatorių, kurie galėtų tokį krūvį suvalgyti. (…) Žaibo energiją reikėtų sugerti ir tvarkingai susandėliuoti per 50 mikrosekundžių ar net sekundę.
- Temperatūra: Žaibo išlydžio kanalo temperatūra gali siekti daugiau nei 27 tūkst. laipsnių Celsijaus. „Toje vietoje, kur žaibas pataikė, pakyla labai aukštai temperatūra. Besiplėsdami garai, įvykdo sprogimą ir ištaško vandenį į šalis. Gali būti ir toks variantas, kad tvenkinyje nebeliks vandens. Žinoma, tai priklauso nuo tvenkinio dydžio ir gylio“, - sako A.
Žaibo energijos surinkimo būdai
Vis dėlto, mokslininkai ieško būdų, kaip surinkti žaibo energiją. Vienas iš jų - pritraukti žaibus lazeriu. Šiam sumanymui tiktų galingi kariniai lazeriai. Su tokia įranga kariškiai greitai įkaitina ir padega reikiamą taikinį. „Nebūtina lazerio kelti ant paties televizijos bokšto. Jeigu intensyvumo užtenka, tada galima nuo žemės teleskopu fokusuoti kažkur virš bokšto viršūnės. Kai lazerio žybsnio energija pakankama, kad sukurtų nedidelę oro jonizaciją, tada yra įmanoma pritraukti žaibą. Tai yra faktas, kuris pademonstruotas ne kartą“, - tikina fizikas M.
Taip pat skaitykite: Mokslo populiarinimas pasaulyje
Žaibo energijos panaudojimo perspektyvos
Visgi, kad ir kaip žaibų energijos panaudojimas skambėtų patraukliai, anot M. Vengrio, surinkti vėjo ir saulės energiją yra žymiai paprasčiau. „Nelaikyčiau žaibų surinkinėjimo produktyvia energetikos sritimi. Jeigu sukelsime ekologinę katastrofą žemėje, kur bus didžiulė apokalipsė, bus didžiuliai sūkuriai, žaibai, tada gal tikrai verta rinkti žaibus.
Taip pat skaitykite: Renginiai Molėtuose: „Mokslo sriuba“
tags: #mokslo #sriuba #vėjo #energija #kas #tai