Taastuvenergia kasutamine toob uued väljakutsed

Euroopa Liit on seadnud eesmärgi suurendada taastuvenergia osakaalu aastaks 2020 20%ni. Eesti ja Euroopa Liidu elektrisüsteemid on olukorras, kus senini kasutatud, ehk fossiilsed energiaressursid pole enam eelistatud. Üha enam otsitakse võimalusi, kuidas meie kasvav energiavajadus katta taastuvenergiaallikatega. See tähendab jõulist taastuvenergia tootmise arendamist.

Viimased kolm aastat on TTÜ elektroenergeetika ja mehhatroonika instituudi juhi, professor Ivo Palu eestvedamisel tegeletud personaalse uurimistoetuse (PUT, ehk riiklik rahastustoetus võimekamatele teadusprojektidele) toel uurimisprojektiga „Uute elektritootmismustrite mõju kõrgepingeseadmete ja kaablite isolatsioonile“.

Teadusprojekti juht, kõrgepinge uurimisgrupi professori Ivo Palu sõnul on traditsioonilised elektrijaamad võimelised tootma elektrit vastavalt tegelikule hetkevajadusele. Taastuvenergiaallikad, ehk tuul ja päike, on sobival ajal saadaval vaid juhuslikult ning võrreldes tavapäraste soojuselektrijaamadega on taastuvatest energiaallikatest elektri tootmine tunduvalt raskemini prognoositav ja ebaühtlasem.

Uurimistöös võrreldud tuule- ja päikeseelektrijaamade tootmisgraafikutest selgub, et tuule korral on muutused elektri tootmises hoopis suuremad kui päikese korral. On ilmne, et meie laiuskraadil pole ei ööpäeva- ega aastaringselt võimalik päikeseenergiaga arvestada, samas saab tuuleelektrit toota sõltumata aasta- või kellaajast.

Nii nagu on toimunud muutused elektri tootmises, on muutuses ka elektrienergia ülekanne ja jaotamine. Pikaaegne tendents on olnud viia elektrikaablid maa alla. See on ühest küljest kindlasti kasutajasõbralikum ja ilmastikukindlam, teisest küljest toob aga endaga kaasa ka uusi probleeme. Maa-aluse võrgu nõrgimad kohad on kaablite ühenduskohad ehk muhvid. Kui traditsiooniline elektritootmine kasutab õhuliine, siis moodsates taastuvenergia lahendustes on kasutuses kaabbelliinid, kus kaablite ühenduskohti on palju. Just need ühenduskohad kuluvad selle muutliku voolu tekitatud paisumiste ja kahanemiste tõttu rohkem, vähendades sellega kogu elektrisüsteemi töökindlust. Näiteks võib ühe muhvi rike tähendada umbes päevapikkust elektritootmise katkestust.

Uute taastuvenergiaallikate ühendamisega olemasolevasse, ehk traditsioonilisse elektrivõrku kaasneb seega hulk lisaaspekte. Nende (nn juhuslike) tootmisvõimsuste lisandumine muudab oluliselt elektriliinide ning teiste elektrijaotusseadmete võimsusvoogude mustreid, tekitades lisakoormust eelkõige kõrgepingevõrgu seadmete ja elementide isolatsioonile.

„Oma projektiga seadsime eesmärgiks uurida nende nn juhitamatu iseloomuga elektritootjate põhjustatud lisakoormuste iseloomu ning saadud andmetega kirjeldada selle mõju peamiselt kaablite, aga ka teiste elektriseadmete isolatsiooniomadustele“, selgitas professor Palu. „Edumeelne maailm on liikumas taastuvenergia kasutamise suunas. Mida enam me aga sõltume taastuvenergiast, seda suuremat tähelepanu tuleb pöörata tuleviku elektrijaamade-sisestele elektriühendustele,“ lisas Palu.

Uurimistöö valmis TTÜ elektroenergeetika ja mehhatroonika instituudi uurimisrühma juhtimisel (juht prof Ivo Palu) koostöös Aalto ülikooli teadlastega.

Allikas: TTÜ

Fotol on Pühajärve Spa & Puhkekeskuse katlamaja päikesepaneelid. Foto: Kristjan Rea / Wikimedia Commons