sissejuhatus energiatehnikasse - taltech€¦ · toiteks (prantsusmaa) 1879 – 1. avalik (igale...
TRANSCRIPT
![Page 1: Sissejuhatus energiatehnikasse - TalTech€¦ · toiteks (Prantsusmaa) 1879 – 1. avalik (igale soovijale elektrienergiat müüv) elektrijaam (võimsusega 11 kW), USA 1882 – 1](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052101/603bc7d43781810d4124c56b/html5/thumbnails/1.jpg)
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](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052101/603bc7d43781810d4124c56b/html5/thumbnails/2.jpg)
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](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052101/603bc7d43781810d4124c56b/html5/thumbnails/3.jpg)
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](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052101/603bc7d43781810d4124c56b/html5/thumbnails/4.jpg)
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](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052101/603bc7d43781810d4124c56b/html5/thumbnails/5.jpg)
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](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052101/603bc7d43781810d4124c56b/html5/thumbnails/6.jpg)
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](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052101/603bc7d43781810d4124c56b/html5/thumbnails/7.jpg)
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](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052101/603bc7d43781810d4124c56b/html5/thumbnails/8.jpg)
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](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052101/603bc7d43781810d4124c56b/html5/thumbnails/9.jpg)
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](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052101/603bc7d43781810d4124c56b/html5/thumbnails/10.jpg)
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](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052101/603bc7d43781810d4124c56b/html5/thumbnails/11.jpg)
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](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052101/603bc7d43781810d4124c56b/html5/thumbnails/12.jpg)
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](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052101/603bc7d43781810d4124c56b/html5/thumbnails/13.jpg)
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](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052101/603bc7d43781810d4124c56b/html5/thumbnails/14.jpg)
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](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052101/603bc7d43781810d4124c56b/html5/thumbnails/15.jpg)
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](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052101/603bc7d43781810d4124c56b/html5/thumbnails/16.jpg)
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](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052101/603bc7d43781810d4124c56b/html5/thumbnails/17.jpg)
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