Top Banner
Sissejuhatus energiatehnikasse 26.11.2014 Aimeli Laasik 23.10.2008 1 Sissejuhatus energiatehnikasse AAV0120 Loeng 7a Aimeli Laasik 23.oktoober 2008 SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE VI Elektrijaamad ja energiasüsteemid Üldmõisted Elektrijaam - rajatis, mis koosneb primaarenergia vastuvõtu- ja töötlusseadmeist seadmeist, mis muundavad primaarenergia elektrienergiaks elektrienergia muundus- ja väljastusseadmeist juhtimis- ja reguleerimisseadmeist mitmesuguse otstarbega abiseadmeist hoonestusest ja muudest ehitistest 26.11.2014 Aimeli Laasik 2 SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE Primaarenergia liigi järgi eristatakse põletuskütuselektrijaamad hüdroelektrijaamad tuumaelektrijaamad tuuleelektrijaamad geotermaalelektrijaamad päikeseelektrijaamad 26.11.2014 Aimeli Laasik 3
17

Sissejuhatus energiatehnikasse - TalTech€¦ · toiteks (Prantsusmaa) 1879 – 1. avalik (igale soovijale elektrienergiat müüv) elektrijaam (võimsusega 11 kW), USA 1882 – 1.

Oct 09, 2020

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Sissejuhatus energiatehnikasse - TalTech€¦ · toiteks (Prantsusmaa) 1879 – 1. avalik (igale soovijale elektrienergiat müüv) elektrijaam (võimsusega 11 kW), USA 1882 – 1.

Sissejuhatus energiatehnikasse 26.11.2014

Aimeli Laasik 23.10.2008 1

Sissejuhatus energiatehnikasse

AAV0120

Loeng 7a

Aimeli Laasik 23.oktoober 2008

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

VI Elektrijaamad ja energiasüsteemid

Üldmõisted

Elektrijaam - rajatis, mis koosneb primaarenergia vastuvõtu- ja töötlusseadmeist

seadmeist, mis muundavad primaarenergia

elektrienergiaks

elektrienergia muundus- ja väljastusseadmeist

juhtimis- ja reguleerimisseadmeist

mitmesuguse otstarbega abiseadmeist

hoonestusest ja muudest ehitistest

26.11.2014 Aimeli Laasik 2

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Primaarenergia liigi järgi eristatakse

põletuskütuselektrijaamad

hüdroelektrijaamad

tuumaelektrijaamad

tuuleelektrijaamad

geotermaalelektrijaamad

päikeseelektrijaamad

26.11.2014 Aimeli Laasik 3

Page 2: Sissejuhatus energiatehnikasse - TalTech€¦ · toiteks (Prantsusmaa) 1879 – 1. avalik (igale soovijale elektrienergiat müüv) elektrijaam (võimsusega 11 kW), USA 1882 – 1.

Sissejuhatus energiatehnikasse 26.11.2014

Aimeli Laasik 23.10.2008 2

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Koostootmisjaamad

Soojuselektrijaamad

(kütustpõletavad, tuuma-,

geotermaal- ja päikeseelektrijaamad),

mis annavad tarbijaile nii

elektrienergiat kui ka soojust

26.11.2014 Aimeli Laasik 4

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Energiasüsteem

territooriumi ulatuses ühendatud

elektrijaamad, mis jaotavad koormuse

optimaalselt ja tagavad töökindla

elektrivarustuse

elektriedastusliinidest koosnevad

elektrivõrgud

eri pingega elektrivõrkusid ühendavad või

elektritarbijaid toitvad alajaamad

26.11.2014 Aimeli Laasik 5

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Trafopunkt

ühest või kahest trafost koosnevad

alajaamad, mis toidavad elektritarbijate

madalpingevõrkusid

Ühendenergiasüsteem

ühest keskusest juhitavad

energiasüsteemid

26.11.2014 Aimeli Laasik 6

Page 3: Sissejuhatus energiatehnikasse - TalTech€¦ · toiteks (Prantsusmaa) 1879 – 1. avalik (igale soovijale elektrienergiat müüv) elektrijaam (võimsusega 11 kW), USA 1882 – 1.

Sissejuhatus energiatehnikasse 26.11.2014

Aimeli Laasik 23.10.2008 3

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Ühtne energiasüsteem

riigi eri regioonide ühinenud

energiasüsteem (aastast 1970 NSV Liit

ja aastani 2008 Venemaa)

Energialiit

eri riikide energiasüsteemid (Euroopa

Elektriedastussüsteemide Operaatorite

Võrgustik, ENTSO-E)

26.11.2014 Aimeli Laasik 7

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Ajalugu

1842 – 1. energiaplokk (aurumasin, generaator)

seati üles galvaanikavanni toiteks (Inglismaa)

1873 – 1. elektrijaam ehitati

elektrimasinatehase kaarlampvalgustuse

toiteks (Prantsusmaa)

1879 – 1. avalik (igale soovijale elektrienergiat

müüv) elektrijaam (võimsusega 11 kW), USA

1882 – 1. koostootmisjaama, kus aurumasinate

heitsoojust kasutati lähedal asuvate hoonete

keskküttes (T. A. Edisoni poolt ehitatud)

26.11.2014 Aimeli Laasik 8

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

1885 – 1. trafoalajaamad võeti kasutusele

Londoni metroojaamade valgustuse

toiteks

1893 – 1. vasturõhuturbiinide kasutamisel

põhinev, linnaosi kaugkütte teel

soojusega varustav koostootmisjaam,

Saksamaa

1899 – 1. energiasüsteem (7 elektrijaama,

mis ühendati omavahel õhuliinidega

pingel 33 kV) loodi Californias

1928 – 1. ühendenergiasüsteem tekkis

USAs

26.11.2014 Aimeli Laasik 9

Page 4: Sissejuhatus energiatehnikasse - TalTech€¦ · toiteks (Prantsusmaa) 1879 – 1. avalik (igale soovijale elektrienergiat müüv) elektrijaam (võimsusega 11 kW), USA 1882 – 1.

Sissejuhatus energiatehnikasse 26.11.2014

Aimeli Laasik 23.10.2008 4

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Lõuna-California energiasüsteem

26.11.2014 Aimeli Laasik 10

Redondo Soojuselektrijaamad

nr. 1 ja 2

Redlands

Pasadena

Pluent

Pomona

Little Creek

Santa

Monica

Los Angeles

Mill Creek 1

Mill Creek 2 & 3

Santa Ana

Alajaam Hüdroelektrijaam Soojuselektrijaam

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Eesti ajalugu

1882 – algas Eestis elektrienergia

kasutamine, kui Kreenholmi Manufaktuuris

seati sisse elektervalgustus

02.11.1907 – esimene avalik elektrijaam

(100 kW), Pärnu

08.05.1939 – loodi Eesti energiasüsteem

(selleaegse nimega AS Elektrikeskus)

1959 - elektri ja soojuse koostootmine,

Tallinn

26.11.2014 Aimeli Laasik 11

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Thomas Alva Edison (1847-1931)

Elektrijaamadel ja -võrkudel põhinevate elektrivarustussüsteemide alusepanija

omandas iseseisvalt alghariduse

(koolis käis ta ainult ühe aasta)

tegi juba lapsena keemia- ja füüsikakatseid

12-aastasena töötas rongi ajalehepoisina

1875 aastani tegeles telegraafiaga

1876 asutas esimese tööstusliku uurimis- ja

innovatsioonilaboratooriumi (USA)

1877 leiutas fonograafi

1879 töötas välja süsiniit-hõõglambid

1882 ehitas elektrijaamad koos jaotusvõrkudega

leiutas sulavkaitsmed, elektriarvestid

talle omistati üle 1200 patendi

2008. aasta alguses oli USAs üheksa Edisoni nime kandvat

energiasüsteemi

26.11.2014 Aimeli Laasik 12

Page 5: Sissejuhatus energiatehnikasse - TalTech€¦ · toiteks (Prantsusmaa) 1879 – 1. avalik (igale soovijale elektrienergiat müüv) elektrijaam (võimsusega 11 kW), USA 1882 – 1.

Sissejuhatus energiatehnikasse 26.11.2014

Aimeli Laasik 23.10.2008 5

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Maailma elektrienergia toodang (2010)

26.11.2014 Aimeli Laasik 13

14 790 3 517 2 756 345 67 43 TWh

68,7 16,4 12,8 1,60 0,31 0,20 %

Kütustpõletavad

soojuselektrijaamad

Hüdroelektrijaamad

Tuumaelektrijaamad

Geotermaalelektrijaamad

Tuuleelektrijaamad

Kõik elektrijaamad

kokku 21 518 TWh

Päikeseelektrijaamad

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Maailma 25

suurimat

elektrijaama,

juuni 2014

26.11.2014 Aimeli Laasik 14

Itaipú Brasiilia-Paraguay

0 5 10 15 GW

Kashiwasaki-Kariwa Jaapan

Guri (Simón Bolívar) Venezuela

Robert Bourassa Kanada

Bruce Kanada

Grand Coulee USA

Sajaani-Šušenskoje Venemaa

Krasnojarsk Venemaa

Zaporižžja Ukraina

Gravelines Prantsusmaa

Paluel Prantsusmaa

Churchill Falls Kanada

Cattenom Prantsusmaa

Surgut 2 Venemaa

Taichung Taivan

Tucuruí Brasiilia

20 700 = 14 000 MW (2007)

10 300 + 10 730 = = 10 300 MW (1988)

5 1100 + 2 1356 = 8 212 MW (1996)

16 351 = 5 616 MW (1992)

4 825 + 4 840 = 6 660 MW (1987)

18 125 + 3 600 + 3 805 + 3 10

+ 2 50 + 4 53,5 = 6 809 MW (1991)

10 640 = 6 400 MW (1985)

12 500 = 6 000 MW (1971)

6 1000 = 6 000 MW (1989)

6 951 = 5 706 MW (1985)

4 1382 = 5 528 MW (1986)

3 475 + 7 500 + 503 = 5 428 MW

(1998)

4 1362 = 5 448 MW (1991)

6 800 + 2400 = 5600 MW (2011)

10 550 + 4 70 = 5 780 MW (2006)

12 350 + 2 22,5 + 11 375 = 8 370 MW (2005)

Sanxia Hiina

2 50 + 32 700 = 22 500 MW (2012)

Hanbit Korea Vabariik 2 950 + 4 1000 = 5 900 MW (2002)

Hanul Korea Vabariik 2 950 + 4 1000 = 5 900 MW (2004)

hüdroenergia tuumaenergia kivisüsi kütteõli maagaas

ehitatav või kavandatav agregaat või energiaplokk

Longtan Hiina 9 714 = 6 426 MW (2009)

Tuoketuo Hiina 8600 + 4 300 = 6000 MW (2006)

Shoaiba Saudi Araabia 14 400 = 5 600 MW (2012)

Nuozhadu Hiina 9 650 = 5 850 MW (2014)

Xiloudu Hiina

18 770 = 13 860 MW (2014)

Xiangjiaba Hiina 8 800 = 6 400 MW (2014)

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Kütustpõletavad elektrijaamad

Elektrigeneraatoreid hoitakse töös

auruturbiinidega

gaasiturbiinidega

diiselmootoritega

bensiinimootoritega

gaasimootoritega

26.11.2014 Aimeli Laasik 15

Page 6: Sissejuhatus energiatehnikasse - TalTech€¦ · toiteks (Prantsusmaa) 1879 – 1. avalik (igale soovijale elektrienergiat müüv) elektrijaam (võimsusega 11 kW), USA 1882 – 1.

Sissejuhatus energiatehnikasse 26.11.2014

Aimeli Laasik 23.10.2008 6

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Kütustpõletav kondensatsioonelektrijaam 1 - kütus,

2 – kütusetöötlus

3 - aurukatla kolle

4 - vee eelsoojendi

5 - õhu eelsoojendi

6 – lendtuhafilter

7 – väävlieraldusfilter

8 - auruturbiin

9 – generaator

10 - pinget tõstev trafo

11 - võrku antav elektrienergia

12 - omatarbeks vajalik elektrienergia

13 – aurukondensaator

14 – jahutustorn

15 - deaeraator (õhueemaldi) ja veepaak

16 - toitevee regeneraator

17 – tuhaärastus kasutegur kuni 50%

26.11.2014 Aimeli Laasik 16

G 2

3

4

5

6 7

8 1

9

10

11

12

13

14

15 16

17 CaSO4

Õhk

Heitgaas

Aur

Vesi

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Vaheltvõtuturbiin koostootmisjaamas 1 – turbiin

2 – generaator

3 - toodetav elektrienergia

4 - kaugkütteks võetav aur

5 - soojusvaheti

6 – soojussalvesti

7 - kaugküttesse antav

kuum vesi

8 – tööstusele antav aur

9 - kondensaadi tagastus

10 – kondensaator

11 – õhueemaldi kasutegur kuni 65%

26.11.2014 Aimeli Laasik 17

G

1 2

3

4

8

10

11 7 5

9

6

Aur

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

a – kondensatsioon-

elektrijaama

energiabilanss

b - koostootmisjaama

energiabilanss

1 - kaod katelagregaadis

2 - kaod aurutorustikus

3 - eemalduv soojushulk

4 - kaod generaatoris

26.11.2014 Aimeli Laasik 18

Elekter 35 % Elekter 15 % Soojus 45 %

100 % 100 %

1 1

2 2

3

3

4 4

a b

Page 7: Sissejuhatus energiatehnikasse - TalTech€¦ · toiteks (Prantsusmaa) 1879 – 1. avalik (igale soovijale elektrienergiat müüv) elektrijaam (võimsusega 11 kW), USA 1882 – 1.

Sissejuhatus energiatehnikasse 26.11.2014

Aimeli Laasik 23.10.2008 7

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Vasturõhuturbiin Kogu turbiini läbiv aur kasutatakse ettevõtte

tootmisprotsessides või küttesüsteemis

1 – turbiin

2 – generaator

3 - saadav elektrienergia

4 - tehnoloogilistele tarbijatele

ja küttesüsteemi minev aur

rõhuga 0,2…2 MPa

5 - kondensaadi tagastus

6 – deaeraator

kasutegur kuni 85%

26.11.2014 Aimeli Laasik 19

G

1 2

3

4

6

5

Aur

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Gaasiturbiin-generaator-agregaat

1 – gaasiturbiin

2 – kompressor

3 – põlemiskamber

4 – generaator

5 – soojusvaheti

6 - gaas- või vedelkütus

7 - õhk

8 - saadav elektrienergia

9 - kuuma veena saadav soojus

10 - heitgaas

26.11.2014 Aimeli Laasik 20

G

1 4

3 2

6

7 5

8

9

10

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Gaasiturbiini ja auruturbiini koostoime

kombielektrijaamas 1 - gaasiturbiin-generaator-agregaat

2 - aurukatel

3 - auruturbiinagregaat

4 - kondensaator

5 - gaasiturbiinikütus

6 - katlakütus

7 - õhk

8 - aur

9 - saadav elektrienergia

26.11.2014 Aimeli Laasik 21

G

1

2

5

6 7

9 8

G

7

3

9

4

Page 8: Sissejuhatus energiatehnikasse - TalTech€¦ · toiteks (Prantsusmaa) 1879 – 1. avalik (igale soovijale elektrienergiat müüv) elektrijaam (võimsusega 11 kW), USA 1882 – 1.

Sissejuhatus energiatehnikasse 26.11.2014

Aimeli Laasik 23.10.2008 8

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Kütuseelement - koostootmisjaam

1 – reformer

2 – kütuseelement

3 – vaheldi

4 – soojusvaheti

5 – soojuskandja (õhk)

6 - saadav elektrienergia

7 - saadav soojus

2013 - Korea Vabariigis kütuseelement-koostootmisjaam 58,8 MW

26.11.2014 Aimeli Laasik 22

CH4

2H2O

4H2

CO2

2O2 (või õhk) 4H2O

1 2

3

4

6

7 5

600 C … 1000 C

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Tuumaelektrijaamad

Tuumaelektrijaamade ohutus: reaktori aktiivtsoonis – kütusevarda

tsirkooniumkest sulamistemperatuuriga 1855 oC

reaktori tugev teraskest

reaktorit, aurugeneraatorit ja

veeringlustorustikku ümbritsev, radioaktiivset

kiirgust tõkestav eribetoonist kinnine ruumtarind

rõhukindel, enamasti sfäärikujuline,

eelnimetatud elemente ja ruumtarindit ümbritsev

teraskest

26.11.2014 Aimeli Laasik 23

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

kogu reaktoriseadmestikku väljast kaitsev

betoonkuppel, mis peab vastu pidama nt

ükskõik millisele maailma maade

relvastuses olevale raketile ning välistama

radioaktiivsete ainete väljapääsu reaktori

purunemisel

vundamendiplaat paksusega ligikaudu 10 m,

mis peab kinni pidama reaktori aktiivtsooni

täielikul sulamisel tekkiva metallikoguse

ning välistama selle jõudmise pinnasesse

26.11.2014 Aimeli Laasik 24

Page 9: Sissejuhatus energiatehnikasse - TalTech€¦ · toiteks (Prantsusmaa) 1879 – 1. avalik (igale soovijale elektrienergiat müüv) elektrijaam (võimsusega 11 kW), USA 1882 – 1.

Sissejuhatus energiatehnikasse 26.11.2014

Aimeli Laasik 23.10.2008 9

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

1 - reaktor

2 - aurugeneraator

3 – turbiin-

generaatoragregaat

4 - vee paisupaak

5 – hädajahutus-

veevaru

6 – ventilatsioon

7 – kiirguskaitse-

ümbris

8 - rõhukindel teras

9 - betoonkuppel

26.11.2014 Aimeli Laasik 25

3

G

1 2

4

5

7

8

9

6

10

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Tuumaelektrijaamade elektrienergia toodang

(2010)

26.11.2014 Aimeli Laasik 26

USA 838,9 TWh (netotoodang)

Eesti 0

Muud maad 367,5 TWh 13,3 %

30,4 %

Maailm 2 756,3 TWh

Saksamaa 140,6 TWh 5,1 %

Prantsusmaa 428,5 TWh 15,6 %

Venemaa 170,4 TWh 6,2 %

Korea Vabariik 148,6 TWh 5,4 %

3,3 % Kanada 90,7 TWh

Ukraina 73,9 TWh 3,2 %

Hispaania 62,0 TWh 2,2 %

Jaapan 288,2 TWh 10,5 %

Rootsi 57,8 TWh 2,1 %

Hiina 73,9 TWh 2,7 %

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Tuumaelektrijaamad 2013 (Läänemerel)

26.11.2014 Aimeli Laasik 27

survevesireaktor ( ehitatav), keevvesireaktor, grafiitreaktor, raskevesireaktor, talitlus lõpetatud * Reaktorite soojuslik võimsus

Sosnovõi Bor 4 × 1000 MW (+ 1170 MW)

Ignalina 2 × 1300 MW

Greifswald 5 × 440 MW

Olkiluoto 2 × 660 MW (+ 1600 MW)

Loviisa 2 × 440 MW

Forsmark 2 × 976 + 1100 MW

Ågesta 12 MW Paldiski * 70 + 90 MW

Halden 2 MW

Oskarshamn 460 + 600 + 1100 MW

Ringhals 820 +

+ 870 + 2 960 MW

Brunsbüttel 806 MW

Brokdorf 1480 MW

Barsebäck 2 600 MW

Stade 672 MW Krümmel 1402 MW

Page 10: Sissejuhatus energiatehnikasse - TalTech€¦ · toiteks (Prantsusmaa) 1879 – 1. avalik (igale soovijale elektrienergiat müüv) elektrijaam (võimsusega 11 kW), USA 1882 – 1.

Sissejuhatus energiatehnikasse 26.11.2014

Aimeli Laasik 23.10.2008 10

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Tuumaelektrienergia

tootmine elaniku

kohta (2010)

1. jaan. 2013 oli maailma

tuumajaamades kokku

437 reaktorit elektrilise

koguvõimsusega 437 GW

ja ehitamisel on 64

reaktorit

26.11.2014 Aimeli Laasik 28

4 MWh/cap 3

0,399

1,62

0,140 0,055

0,012

0

6,55

6.16

4,38

4,25

2,69

2,65

2,66

2,65

1,34

2,06

1,93

2,26

1,80

1,58

1,17

1,00

1,69

0

1,71

3,34

3,07

2,76

1

Muutused võrreldes eelmise aastaga

Määr Tõus Langus

Kuni 0,2 %

Üle 0,2 %, kuni 2 %

Üle 2 %, kuni 5 %

Üle 5 %

0

Maailm

Saksamaa

Jaapan

Rootsi

Šveits

Prantsusmaa

Sloveenia

Soome

Belgia

Ühendkuningriik

Ungari

Slovakkia

Hispaania

Kanada

Põhja-Ameerika

Euroopa

Aasia

Lõuna-Ameerika

Aafrika

Okeaania

Korea Vabariik

Bulgaaria

Ukraina

Tšehhi Vabariik

USA

Venemaa

Eesti

2

Taivan

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Hüdroelektrijaamad

Jaamade rajamisel tuleb arvestada: hüdrojaama asukoha kaugust elektrienergia

tarbimiskeskustest ja kulutusi edastusliinidele

paisjärve liiga suurt pindala ning selle alla

jäävate loodus- ja ajaloomälestiste kadumist

paisjärve alla jäävate asulate elanike

ümberasustamist

kohalike kliimaolude ebasoodsat muutumist

põhjavee taseme ebasoodsat muutumist

paisjärve ümbruses

26.11.2014 Aimeli Laasik 29

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Hüdroelektrijaama ehituspõhimõte

1 – paisjärv

2 – betoonpais

3 - masinasaal

4 - vee äravool

26.11.2014 Aimeli Laasik 30

1

2

3

4

Page 11: Sissejuhatus energiatehnikasse - TalTech€¦ · toiteks (Prantsusmaa) 1879 – 1. avalik (igale soovijale elektrienergiat müüv) elektrijaam (võimsusega 11 kW), USA 1882 – 1.

Sissejuhatus energiatehnikasse 26.11.2014

Aimeli Laasik 23.10.2008 11

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Paisurinde-hüdroelektrijaam

1 – paisjärv

2 - paisu

puistematerjalist osa

3 - paisu betoonosa

ja masinasaal

4 - vee äravool

26.11.2014 Aimeli Laasik 31

2

3 4 1

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Derivatsiooni-hüdroelektrijaam

1 – paisjärv

2 – betoonpais

3 – derivatsioonikanal

4 – masinasaal

5 - vee äravool

26.11.2014 Aimeli Laasik 32

2

4

1

3 5

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Jaamade liigitamine

1000 MW - suured hüdroelektrijaamad

100 MW - keskmise suurusega jaamad

5 MW - väikejaamad

alla 5 MW - minijaamad

alla 0,5 MW - mikrojaamad

Eestis on seega ainult mini- ja

mikrohüdrojaamad

26.11.2014 Aimeli Laasik 33

Page 12: Sissejuhatus energiatehnikasse - TalTech€¦ · toiteks (Prantsusmaa) 1879 – 1. avalik (igale soovijale elektrienergiat müüv) elektrijaam (võimsusega 11 kW), USA 1882 – 1.

Sissejuhatus energiatehnikasse 26.11.2014

Aimeli Laasik 23.10.2008 12

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Columbia hüdroelektrijaamade kaskaad

(2013)

võimsus

24,15 GW,

jõe pikkus

2 250 km

26.11.2014 Aimeli Laasik 34

Mica 1805 MW

Grand Coulee 6809 MW

Rock Island 660 MW

Rocky Reach 1287 MW

Lake Columbia

+883 m

Revelstoke 1980 MW

Wells 840 MW

Chief Joseph 2620 MW

Kanada

Bonneville 1050 MW

Dalles 1780 MW

John Day 2160 MW McNary 980 MW

Priest Rapids 955 MW

Wanapum 1038 MW

USA

Columbia jõgikond 670 000 km2

Vooluhulk jõe alamjooksul kuni 8470 m3/s

Keenleyside 185 MW

Vaikne

ookean

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Daugava hüdroelektrijaamade kaskaad

võimsus 1 550 MW,

aastane energiatoodang ca 3 TWh

26.11.2014 Aimeli Laasik 35

Riia 402 MW

Liivi laht

Venemaa

Ķegums 264 MW

Pļaviņas 868,5 MW

Valgevene

Leedu

Jõgikond 87 900 km2

Vooluhulk

678 m3/s

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Loodetejaamad võimsusega üle 1 MW Rance (samanimelise jõe suudmes Prantsusmaal)

võimsusega 240 MW

Annapolis (Fundy Bay ühes sopis Kanadas) võimsusega

20 MW

Jianxia (Hiina) võimsusega 3,2 MW

Sihwa (samanimelise laguuni juures Lõuna-Koreas)

võimsusega 254 MW

Kislaja Guba (Koola poolsaare põhjarannikul Venemaal)

võimsusega 1,7 MW

Uldolmok (L-Korea edelarannikul) võimsusega 90 MW

2008 – Portugalis tööstuslik laineelektrijaam võimsusega 24 MW

2011 – Hispaanias hüdropneumaatiline

laineelektrijaam võimsusega 0,3 MW

26.11.2014 Aimeli Laasik 36

Page 13: Sissejuhatus energiatehnikasse - TalTech€¦ · toiteks (Prantsusmaa) 1879 – 1. avalik (igale soovijale elektrienergiat müüv) elektrijaam (võimsusega 11 kW), USA 1882 – 1.

Sissejuhatus energiatehnikasse 26.11.2014

Aimeli Laasik 23.10.2008 13

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Hüdroelektrienergia tootjad (2010)

26.11.2014 Aimeli Laasik 37

Kanada 352 TWh

Eesti 0,027 TWh 0,00062 %

Muud maad 1 185 TWh 33,7 %

10,0 %

Maailm 3 516 TWh

Venemaa 168 TWh 4,8 %

Hiina 722 TWh 20,5 %

Norra 118 TWh 3,3 %

Jaapan 91 TWh 3,3 %

2,2 %

India 114 TWh 2,6 %

Brasiilia 403 TWh 11,5 %

USA 286 TWh 8,1 %

.

Venezuela 77 TWh

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Hüdroelektri-

energia

tootmine

elaniku kohta

(2010)

26.11.2014 Aimeli Laasik 38

MWh/cap

2

0,508

1,27

1,07

1,06

0,290

0,105

2,41

4,93

2,50

4,44

2,30

2,64

2,13

1,14

0,021

1,94

2,07 2,07

1,86 1,68

2,09

1,70

1,55

1,43 1,30 1,27

1

Muutused võrreldes eelmise aastaga

Määr Tõus Langus

Kuni 0,2 %

Üle 0,2 %, kuni 2 %

Üle 2 %, kuni 5 %

Üle 5 %

0

Maailm

Kirgiisia

Gruusia

Soome

Suriname

Rootsi

Norra

Šveits

Island

Kanada

Serbia

Bhutan

Lõuna-Ameerika

Okeaania

Põhja-Ameerika

Euroopa

Aasia

Aafrika

Paraguay

Uus-Meremaa

Austria

Sloveenia

Horvaatia

Uruguay Venezuela

Luksemburg

Tadžikistan

Venemaa

Costa Rica

Brasiilia

Eesti

Bosnia ja Hertsegoviina

Panama

Albaania

Tšiili

1,65 Läti

3

2,89

1,17

Montenegro

4 5

8,37

10,30

10,22

7,09

5,65

4,95

24,12

39,59

1,56 Portugal

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Eesti hüdroelektrijaamad

üle 20 väikese hüdroelektrijaama

jaamade koguvõimsus 8 MW

suurim - Linnamäe hüdroelektrijaam Jägala

jõel (1,152 MW)

hüdroelektrijaamade toodang (2012):

42 GWh elektrienergiat

0,35 % Eesti kogu elektrienergiatoodangust

26.11.2014 Aimeli Laasik 39

Page 14: Sissejuhatus energiatehnikasse - TalTech€¦ · toiteks (Prantsusmaa) 1879 – 1. avalik (igale soovijale elektrienergiat müüv) elektrijaam (võimsusega 11 kW), USA 1882 – 1.

Sissejuhatus energiatehnikasse 26.11.2014

Aimeli Laasik 23.10.2008 14

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Tuuleelektrijaamad

2010 – tuuleelektrijaamad tootsid

elektrienergiat 345 TWh (1,6%)

iga kolme aasta jooksul toodang

suureneb ca kahekordseks

2020 – prognoositakse ca 2000 TWh

elektrienergiat (12%)

elektrituulikute võimsus 0,6 MW - 7,6 MW

kasutusaeg 1500 kuni 3000 h/a (4000 h/a)

võimsuse piir energiasüsteemis on 30%

26.11.2014 Aimeli Laasik 40

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Tuuleelektrijaamade elektritoodang

26.11.2014 Aimeli Laasik 41

10

1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020

8 6

4 3

?

1

2

100 80 60

40 30

20

1000 800 600

400 300

200

2000

TWh

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Elektrituulikute võimsused Euroopas

26.11.2014 Aimeli Laasik 42

1990 ’91 ’92 ’93 ’94 ’95 ’96 ’97 ’98 ’99 2000 ’01 ’02 ’03 ’04 ’05 ’06 ’07 ’08 ’09 ’10

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0

1,6

1,4

2,0 MW

1,8

Page 15: Sissejuhatus energiatehnikasse - TalTech€¦ · toiteks (Prantsusmaa) 1879 – 1. avalik (igale soovijale elektrienergiat müüv) elektrijaam (võimsusega 11 kW), USA 1882 – 1.

Sissejuhatus energiatehnikasse 26.11.2014

Aimeli Laasik 23.10.2008 15

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Tuuleturbiini ja generaatori ühendused:

a - tuuleturbiini

ja generaatori

ühendamine

reduktori kaudu

b – otse

26.11.2014 Aimeli Laasik 43

a b

G G R

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Elektrivõrku ühendamisel kasutatakse:

lühisrootoriga asünkroongeneraator

faasirootoriga asünkroongeneraator

sagedusmuunduri kaudu võrku ühendatav

sünkroongeneraator

26.11.2014 Aimeli Laasik 44

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Lühisrootor-asünkroongeneraatoriga tuulik

1- tiivik

2 - muudetava

ülekande-

teguriga

reduktor

3 - generaator

4 - elektrivõrk

5 - reaktiivvõimsust genereeriv

kondensaatorpatarei

26.11.2014 Aimeli Laasik 45

G

1 2 3 4

5

Page 16: Sissejuhatus energiatehnikasse - TalTech€¦ · toiteks (Prantsusmaa) 1879 – 1. avalik (igale soovijale elektrienergiat müüv) elektrijaam (võimsusega 11 kW), USA 1882 – 1.

Sissejuhatus energiatehnikasse 26.11.2014

Aimeli Laasik 23.10.2008 16

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Faasirootor-asünkroongeneraatoriga tuulik

1 – tiivik

2 – reduktor

3 - generaator

4 – elektrivõrk

5 - sagedusmuundur

26.11.2014 Aimeli Laasik 46

G

1 2 3 4

5 ~

~

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Aeglase sünkroongeneraatoriga tuulik

1 – tiivik

2 – generaator

3 – sagedusmuundur

4 - elektrivõrk

5 - generaatori ergutusmähist toitev alaldi

26.11.2014 Aimeli Laasik 47

G

1 2 3 4

~ ~

5 ~

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Maailma suurimad tuuleelektrijaama 2013

26.11.2014 Aimeli Laasik 48

Nimi või asukoht Asukohariik Võimsus

MW

Valmimis-

aasta

Jaisalmer India (Radžastan) 1064 2012

Alta USA (California) 1320 2013

Shepherds Flat USA (Oregon) 845 2012

Roscoe USA (Texas) 781 2009

Horse Hollow USA (Texas) 736 2006

Tehachapi Pass USA (California) 705 2011

Capricorn Ridge USA (Texas) 662 2008

London Array Ühendkuningriik 630 2012

San Gorgonio Pass USA (California) 619 2008

Fowler Ridge USA (Indiana) 600 2009

Fântânele-Cogealac Rumeenia 600 2012

Page 17: Sissejuhatus energiatehnikasse - TalTech€¦ · toiteks (Prantsusmaa) 1879 – 1. avalik (igale soovijale elektrienergiat müüv) elektrijaam (võimsusega 11 kW), USA 1882 – 1.

Sissejuhatus energiatehnikasse 26.11.2014

Aimeli Laasik 23.10.2008 17

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Tuuleelektrijaamade

võimsus 2013

26.11.2014 Aimeli Laasik 49

Hispaania 22 959 MW

28,7 %

India 20 150 MW 6,3 %

Saksamaa 34 250 MW

19,2 %

Itaalia 8 552 MW

7,2 %

Eesti 280 MW 0,088 %

Muud maad 53 103 MW 16,7 %

USA 61 091 MW

10,8 %

Maailm 318 105 MW

2,6 % Prantsusmaa 8 254 MW

3,3 % Ühendkuningriik10 531 MW

2,7 %

Hiina 91 412 MW

Kanada 7 803 MW 2,5 %

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Tuuleelektrijaamade

võimsus elaniku

kohta 2013

26.11.2014 Aimeli Laasik 50

0 50 100 150 200 250 W/cap

Maailm

Euroopa

44,6

164,0

Taani

852

Saksamaa

493 Hispaania

Holland

443

Austria

Luksemburg

193

Uus-Meremaa

198

Rootsi

221

Kreeka

210 Eesti

Portugal

160 Norra

151

USA

147

140 Itaalia

134

P.-Ameerika

101,9

L.-Ameerika

10,3

Aasia

30,4

Aafrika

1,1

466

450

Iirimaa

418

Austraalia

Ühendkuningriik

Okeaania

128,2

143

168

Prantsusmaa

138

129

Belgia

Küpros

122

Bulgaaria

118

164

Kanada

Rumeenia

93 Leedu

93

SISSEJUHATUS ENERGIATEHNIKASSE

Tänan tähelepanu eest!

Küsimused?

26.11.2014 Aimeli Laasik 51