Elektritootmise tehnoloogiad

Artikkel Elektritootmise tehnoloogiad täiendab artiklit Energiatehnoloogiad ning kirjeldab elektritootmisel kasutusel olevaid erinevaid tehnoloogiaid.

Elektritootmine Eestis

Suurusjärgus 85% Eestis toodetud elektrist toodetakse Narva lähistel kahes põlevkivi kütusena kasutavas soojuselektrijaamas, mis kuuluvad Eesti Energiale. Elektrienergia bruto- ning netotoodangut Eesti kohta kirjeldab joonis 1. Elektrienergia tootmist Eestis kütuste kaupa illustreerib joonis 2. Eesti on paljuski ka elektrienergiat eksportivaks riigiks, arvestades elektrijaamade suurt installeeritud võimsust ning meie sisetoodangut. 1

Põlevkivi kasutavad kaks elektrijaama Narva lähistel - Eesti ja Balti elektrijaam. Tegemist on maailma maailma võimsaimate põlevkivil töötavate elektrijaamadega. Mõlemad elektrijaamad toodavad aastas kokku ca 10 TWh elektrit. 2016. aastal valmib Eesti elektrijaama lähistel uus ja kaasaegseimal tehnoloogial põhinev Auvere elektrijaam, kus on võimalik kuni pool põlevkivikogusest asendada keskkonnasõbraliku biomassiga. 2

Joonis 1. Elektrienergia toodang Eestis 2004-2014 a. 3

Joonis 2. Elektrienergia tootmine Eestis kütuseliigiti, GWh 4

Koostootmine

Soojuse ja elektri koostootmine on tehnoloogia või ka protsess, mille käigus väljastatakse ühest seadmest kaht liiki energiat:

a) soojust;
b) mehaanilist energiat, mis üldjuhul muudetakse elektriks.

Elektrituruseaduse mõistes on koostootja isik, kes toodab elektrienergiat tõhusa koostootmise režiimil. Tõhusa koostootmise üldnõuded on toodud määruses Tõhusa koostootmise nõuded.

Mikro- ja hajatootmine

Mikrotootmiseks nimetatakse väikesemahulist elektrienergia tootmist. Mikrotootmise võib kokku võtta kui kodumajapidamiste või väikeettevõtete poolt tarbimiskohas elektrienergia tootmise, mille eesmärgiks on eelkõige katta tootja enda vajadused. Mikrotootja ja mikrotootmisena määratletakse elektritootjaid, kes kasutavad taastuvenergia tootmisseadmeid elektrienergia tootmiseks peamiselt majapidamise omatarbeks. Mikrotootmise peamised tehnoloogiad baseeruvad tuuleenergial, päikeseenergial ning hüdroenergial.

Hajatootmine kujutab endast elektrienergia tootmist tarbijaga seotult ja hajutatult paiknevates mikro- ja minielektri- ja küttejaamades. Hajaenergeetika kontseptsiooni korral eeldatakse, et kogu toodetav elektrienergia tarbitakse ära võimalikult tootmiskoha ligidal. Hajaenergeetika baseerub väikeelektritootmisseadmetel.

Tuuleenergia

Tuul on Eesti oludes oluline taastuvenergia liik. Seni on tuuleenergia tootmisesse taastuvenergia sektori siseselt investeeritud kõige rohkem vahendeid. 2005 a. algusest hoogustus tuulikute rajamine ning 2013. aasta lõpuks on töös 130 elektrituulikut, mille võimsuseks on erinevatel andmetel kuni 279,9 MW. Tuuleenergia kasutamine tehnoloogiline pool elektrienergia tootmiseks on lihtne - rakendada liikuva õhu energiat ning muuta see elektrienergiaks. Elektrituulikud, mis koosnevad tuuleturbiinist, ajamist, generaatorist, juhtimissüsteemist ja tornist, moodustavad süsteemi või tehnoloogia, mis muundab tuule kineetilise energia elektrienergiaks. Mitmest elektrituulikust ning neid omavahel liitumispunktiga ühendavatest seadmetest, ehitistest ning rajatistest koosnevat elektrijaama nimetatakse tuulepargiks. Jooniselt 2 võib näha, et tuuleenergia abil toodetud elektrienergia maht asub esirinnas.

Hüdroenergia

Vee energia on kindlasti kõige rohkem ja kõige kauem kasutatud taastuvenergia allikas. Suur osa maailma elektritoodangust toodetakse hüdroelektrijaamades, millest paljud on väikehüdrojaamad võimsusega alla 10 MW.

Vaatamata sellele, et Eesti 7308 vooluveekogust on enamik pikkusega alla 10 km, vähema kui 50 jõu veevooluhulk ületab 2 m3/s ja ainult 14 jõel on see näitaja üle 10 m3/s. Olenemata sellest, et pinnavormide suhtelised kõrgused ei ületa enamasti 20 m, ulatudes harva 50 m-ni, leidub siiski mitusada vee-energia kasutamiseks kõlbulikku koondatud langusega jõeosa, millest suur osa on ka varem kasutusel olnud.

Eestisse on rajatud märkimisväärne hulk hüdroelektrijaamasid, mis maailma mastaabis lahterduvad siiski mikro-hüdroelektrijaamade alla. Kuigi suuremahulises elektritootmises ei suuda Eesti hüdroelektrijaamad kaasa rääkida, on siiski mõistlik olemasolevat ressurssi tootmiseks rakendada - seetõttu on näiteks Eesti Energia investeerinud mitmesse hüdroelektrijaama. Hüdroenergia üks võimalikke perspektiivikaid lahendusi on ka pumphüdroakumulatsioonijaam

Päikeseenergia

Päikese kasutamine energiaallikana on kõige ligipääsetavam energiakasutuse liik, mida on võimalik kasutada absoluutselt kõigil. Päikeselt saabuva kiirgusliku energia passiivsel kasutamisel on oluline mõju meie elukeskkonna loomisel ning aktiivne kasutus võimaldab lisaks toota elektrit või sooja vett ilma energiatoorme peale ressurssi kulutamata. Päikeseenergiat kasutavad energiatehnoloogiad on ka erakordselt paindlikud ja skaleeritavad, olles rakendatavad hoone, kvartali, linnaosa ja tervete linnade mahus. Selge on see, et päikeseenergia kannab endas suurt potentsiaali, mida oleks võimalik rakendada vähendamaks hoonete energiatarbimist, pikemas perspektiivis linnade energiasõltuvust ning ka keskkonnakoormust.

Tänasel hetkel on Eestis päikeseenergia kasutamine elektri tootmise eesmärgil valdav majapidamistes, kus üldvõrguga liitumine pole võimalik (nt. Eesti väikesaared), või kus on see liiga kallis (nt. alajaam asub mitme kilomeetri kaugusel), samuti väikeste autonoomsete süsteemide puhul (valveseadmed, veebikaamerad, ilmajaamad, meremärgid jne). Heaks lahenduseks Eesti kliimas, arvestades aastaaegasid, on päikese- ja tuuleenergia kombinatsioon.

Kütuseelement

Kütuseelement kirjeldab tehnoloogiat, milles kasutatakse elektrienergia tootmiseks keemilist protsessi. Lihtsustatult öeldes on Kütuseelement keemiline elektrienergiaallikas, kus kasutatava kütuse (näiteks vesinik H2) ja oksüdeerija vaheline keemiline energia muundub vahetult elektrienergiaks.

Kütuseelement oma olemuselt (fuel cell) on akupatareiga sarnane elektrokeemiline seade, mis genereerib maagaasist või teistest süsivesinikest elektrienergiat. Protsessi kõrvalproduktideks on soojus ja tavaline vesi - H2O. Enamik kütuseelemente tarbib kütusena vesinikku.

Kütuseelemendid on hakanud leidma kasutust paljudel elualadel. Kasutatakse neid nii portatiivsete kui statsionaarsete laadimisjaamadena. Leiavad kasutust tarbeelektroonika seadmete rakendustes, samuti kasutatakse ka militaarse taustaga rakenduste tarbeks. Samuti kasutatakse kütuseelemente ka mikrokoostootmisjaamade rakendustes. Samuti on kütuseelemendid kasutusel perspektiivikas lahenduses, milleks on vesinikuenergeetika.

Täiendavat lugemist

Aasta

Kategooria

Pealkiri

-

Õppematerjal

Kütuseelemendid

2004

Magistritöö

Kõrgtemperatuurse kütuseelemendi katoodi parameetrite määramine impedantsspektroskoopia ja tsüklilise voltamperomeetria meetoditega

2014

Veebileht

Vesinikuauto

2013

Ettekanne

Energiatehnoloogiate tulevikust

2013

Aruanne

Energy resources of Estonia. ENMAK 2030+

2013

Ettekanne

PV-paneelide T&A töö Eestis

2013

Aruanne

Tuule ja päikeseenergia kasutamine Tartu linnas

2013

Aruanne

Tuule- ja päikeseenergia kasutusvõimalused Eestis

2013

Aruanne

Väiketuulikute ja päikesepaneelide tootlikkuse ja tasuvuse võrdlus

2012

Aruanne

Päikeseenergeetika põhialused

2013

Aruanne

Energia lokaalse tootmise analüüs büroohoonele Taastuvenergialahendused

2013

Ettekanne

Nullenergiahooned maasoojuse ja päikeseenergiaga

2012

Ettekanne

Taastuvenergia 100% - üleminek puhtale energiale

2008

Ülevaade

Teistmoodi energia

2013

Kogumik

TEUK kogumik

2013

Aastaraamat

Taastuvenergia aastaraamat 2013

2012

Aruanne

Varustuskindluse aruanne 2012

2013

Aruanne

Eesti elektrisüsteemi varustuskindluse aruanne 2013

2014

Aruanne

Eesti elektrisüsteemi varustuskindluse aruanne 2014

2015

Aruanne

Eesti elektrisüsteemi varustuskindluse aruanne 2015

2004

Raamat

Hüdroelektrijaama rajaja käsiraamat

2004

Ettekanne

Hüdroenergia ressursist ja kasutamisest Eestis

2004

Teabematerjal

Guide on How to Develop a Small Hydropower Plant

2004

Ettekanne

Hüdroenergia ressursist ja kasutamisest Eestis

2014

Aruanne

Eesti energiamajanduse arengukava 2030+ ja hüdroenergia osa selles

-

Brošüür

Väikehüdroenergeetika - puhas ja säästev tulevikutehnoloogia

2006

Aruanne

Pumpelektrijaama ehitamine Eestisse - idee ja esialgne informatsioon

2003

Uuring

Hüdroenergia tootmise võimalikkus Parnu jõel

2012

Artikkel

Ahja jõel Saesaare paisule kalapääsude rajamisest

-

Kataloog

Euroopa elektrituulikute tootjate kataloog

2014

Lõputöö

Väiketuulikud Eestis

2012

Ettekanne

Tuuleenergia ühistu – ise toodame, tarbime ja müüme elektrit teistelegi

2008

Uuring

Taastuvenergeetilise ressursi (eelkõige tuuleenergia) kasutamise prioriteetsed suunad

2013

Aruanne

Energia lokaalse tootmise analüüs büroohoonele - taastuvenergialahendused

2014

Aastaraamat

Taastuvenergia aastaraamat 2013

2014

Ülevaade

Wind in power - 2013 European statistics

-

Infomaterjal

Kuidas elektrituulik töötab?

2013

Raport

The Role of micro CHP in a smart energy world 2013

2008

Raport

Combined Heat and Power 2008

-

Raport

Cogeneration, or Combined Heat and Power

2013

Ajakiri

Soojuse ja elektri koostootmise tehnoloogiatest

2014

Uuring

Tarbimise juhtimine. Suurtarbijate koormusgraafikute salvestamine ning analüüs tarbimise juhtimise rakendamise võimaluste tuvastamiseks

2013

Teabematerjal

Kaugküte - mugav, tõhus ja soodne

2012

Ettekanne

Mikro ja väikeskoostootmise võimalikkusest eramute energiabilansis

2014

Ettekanne

Adven Eesti koostootmisjaama roll Rakvere kaugküttes

2014

Ettekanne

Koostootmine Kuressaares

2014

Ettekanne

Soojuse ja elektri koostootmise tehnoloogiad ja seadmed väikesemastaabiliseks hajustatud energia tootmiseks

2014

Ettekanne

lektrienergia hajatootmine, selle mõju võrgule

2006

Ettekanne

Eesti erinevate piirkondade eeluuring koostootmisjaamade ehitamiseks

2009

Ajakiri

Koostootmine kui energiasäästuvõimalus

2005

Uuring

Tõhusa koostootmise viiteväärtused ja tõhusa koostootmise potentsiaal Eestis

2013

Ettekanne

Kohalike biokütuste tootmisvõimalused Hiiumaal ning soojuse ja elektri koostootmise majanduslikud aspektid

2007

Ettekanne

Eesti energiatehnoloogiate arendusstrateegia eeluuring

2007

Aruanne

Energiatoodete maksustamise uuring

2014

Ettekanne

Euroopa energiapoliitika valikud. Kas Euroopal on üldse valikut

2014

Ettekanne

Eesti uus energiapoliitika. Konkurentsivõimeline taastuvenergia Eestis

2014

Ettekanne

Eesti energiapoliitika mõju riigi konkurentsivõimele

2014

Ettekanne

Eesti põlevkivienergeetika tulevik

2014

Ettekanne

Eesti energiamajanduse arengukava aastani 2030

2015

Uuring

Current and Future Cost of Photovoltaics

2014

Aastaraamat

Taastuvenergia aastaraamat 2014

2010

Aruanne

Biomassist elektrienergia koostootmise täpema juhise ettepaneku seletuskiri

2010

Aruanne

Biomassist elektrienergia koostootmise täpsema juhise ettepanek

Viited

Eesti Energia. Elektri ja soojuse tootmine.↩︎
Statistikaamet. KE03: Elektrienergia bilanss. (04.11.2015)↩︎
Statistikaamet. KE032: Elektrijaamade võimsus ja toodang. (04.11.2015)↩︎