EESTI EESTI ENERGIASÜSTEEMENERGIASÜSTEEM

TUULEKLIIMA JA RANNIKUALADE TUULEKLIIMA JA RANNIKUALADE TUULERESSURSSTUULERESSURSS

Eesti unikaalne energiasüsteem

• 95% elektrienergiast toodetakse põlevkivist• 88.6% elektrist toodetakse Narva

elektrijaamades riigi äärmises kirdenurgas• Aktiivne võrguühendus on vaid ida- ja

lõunasuunas

Eesti energiatoodang (2006) ja ülekandmine (GWh)

Elektrijaam Netovõimsus, MW

Toodetud elektrienergia, TWh Kütus

Narva elektrijaamad 2120 8,8 Põlevkivi

Iru elektrijaam 158 0,45 Gaas Teised elektrijaamad 80 0,1 Põlevkivi,

gaas Tuulikud 29 0,076 Tuul Hüdroenergia 5 0,027 Vesi Kokku 2392 9,5

2006 2005 2004 2003 2002 2001

Kodumaine 6 827 7 088 6 814 6 620 6 335 6 304 Eksport 2 035 2 686 2 783 2 627 2 718 2 296 Kokku 9 734 9 773 9 597 9 247 9 053 8 600

Eesti elektrisüsteemi kaart

Detsembri, juuni ja aasta keskmine tuule kiirus

detsember juuni

aasta

Kust tulevad tormid?

Kas ilm on läinud tormisemaks?

Tormipäevade arv Vilsandil (üleval)

ja

aasta keskmise tuule kiiruse pikaajaline muutlikkus Jõhvi ja Väike-Maarja ilmajaama näitel

Mean annual wind speed 1891-2003 (Vilsandi v=6.2 m/s, Sõrve v=6.1 m/s, Virtsu v=4.7)

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

1891

1895

1899

1903

1907

1911

1915

1919

1923

1927

1931

1935

1939

1943

1947

1951

1955

1959

1963

1967

1971

1975

1979

1983

1987

1991

1995

1999

m/s

Sõrve

VilsandiVirtsu

Sõrve 10 a. keskmineVilsandi 10 a. keskmine

Virtsu 10 a. keskmine

Aasta keskmine: v = 6.2 m/s Kuu keskmine vmin= 3.5 m/s (1935 a.) v = 2.1 m/s (1937 a. august) vmax= 7.6 m/s (1897 a.) v = 11.0 m/s (1905 a. dets.)

Keskmine aastane energiatoodang 500kW tuulikuga: P=1290 MWh/aEbasoodsaima 10 aastase perioodi energiatoodang: P= 768 MWh/aSoodsaima 10 aastase perioodi energiatoodang: P=1726 MWh/a

Aastad pole vennad.Aastad pole vennad. Aasta keskmine tuule kiirus1891-2003

Tuule suuna aastane dünaamika Hiiumaal

Pakri tuulekliima

Energiatihedus (W/m2)

Tuulteroos ja tuule kiiruse histogramm põhiilmakaarte järgi

Potentsiaalne aastane energiatoodang 500 kW tuulikuga

Tuulenergeetika kasuks räägivad:• Klimatoloogiline tuuleenergia ressurss: üle 10 TWh• Tuulepotentsiaal on suurim Lääne-Eesti saarestikus ja rannikualadel, mis asuvad Narva elektrijaamadest kõige kaugemal ning seetõttu on ülekandekaod suurimad• Tuuleenergia on suurim sügis ja talvekuudel (igal kuul kuni 17% aasta summarsest energiahulgast), mil elektrienergiatarve on samuti suurim

10.7

8.97.9 7.7

6.4 6.56.0 5.8

8.5

10.5 10.5 10.8

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

Energiatoodang kuude kaupa(% aastatoodangust, P = 5895 MWh/a)

Vestas V-80 tuulik

P %

Tuuleenergia kahjuks räägib:Tuule kiiruse ja seetõttu ka toodangu varieerumine.

Tsoneeringu eesmärkVaja silmas pidada:Tuulikute püstitamiseks on sobilikud vaid alad, mis on

majanduslikult tasuvad (heade tuuletingimustega) ning ei lähe vastuollu looduskaitseliste ja ühiskondlike huvidega

• Leida alad, mis on keskkonna- ja sotsiaalmajanduslike tegurite poolest sobilikud tuuleenergeetika arendamiseks– Vältida looduskeskkonna häirimist tuulikuparkide rajamisel– Vältida sotsiaal-majanduslikke konflikte tuulikuparkide

rajamisel• Võimaldada infrastruktuuri eelisarendamist tuulikute püstitamiseks

sobilikes piirkondades

• Teemaplaneeringu kehtestamise kaudu “säilitada” tuuleenergeetika arendamiseks sobivad alad tuulikute püstitamiseks

Tsoneeringu lähtekohad

• A) Välistav ala: Tuulikute paigutamiseks seadusandlikel põhjustel välistatud alad (nt. elamumaa, kalmistud, maanteed, kaitstavad loodusobjektid jne.);

• B) Keeluala: seadusandlusest tulenevalt määratud funktsiooniga või piirangutega alad. Jaguneb tuuleturbiinide poolt algselt määratud funktsiooniga alale avaldatava võimaliku mõju poolest kaheks alamtsooniks: – B1 e. range keeluala (nt. linnukaitseala jne.)– B2 e. keeluala (nt. taimekaitseala, geol. kaitseala);

• C) Piirangualad. Subjektiivsete tegurite kategooria, millel puudub piiranguteks õiguslik alus, kuid tuuleenergeetika rakendamine võib põhjustada olulist avalikku vastuseisu: nt. esteetilist naudingut pakkuvad maastikud ja puhkealad, surnuaedade ja maalinnade lähiümbrus jne;

• D) Looduslikel põhjustel ebasobivad alad: nt. metsad, soomassiivid, siseveekogud jne.;

• E) Sobivad alad: alad mille puhul olulisi tuuleenergeetika arendamist takistavaid tegureid ei esine.

Tuuleenergia kasutamist takistavate erinevate keskkonna- või sotsiaalmajan-duslike tegurite iseloomu ja kombinatsiooni järgi eristatakse erineva rangusega piirangutsoone.

Välistavad alad

Ranged keelualad ja välistavad alad

Keelualad, ranged keelualad ja

välistavad alad

Piirangualad, ranged keelualad, keelualad ja

välistavad alad

Looduslikult ebasobivad, välistavad, ranged keelualad, keelualad

ja piirangualad

Tuulikute püstitamiseks sobivad alad

Erinevate piirangute osakaal

Tsoon Piirkond pindala

(1000 ha) A

(välistav) B1

(R.keeluala) B2

(keeluala) C

(piirang) D

(ebasobiv) E

(sobiv)

Saaremaa 291 112 38.6%

49 16.9%

21 7.2%

84 28.8%

170 58.4%

37 12.7%

Hiiumaa 102 39 38.1%

17 16.6%

7 7.0%

34 33.6%

85 83.3%

6 6.1%

Edela-Eesti 303 112

36.8% 57

18.7% 12

4.0% 89

29.4% 233

76.7% 18

5.9% Lääne-Eesti 256 100

39.1% 74

29.1% 12

4.8% 111

43.4% 198

77.4% 17

6.5%

Harjumaa 172 100 58.0%

36 20.9%

9 5.1%

71 41.5%

121 70.5%

9 5.4%

Lääne-Virumaa 205 102

49.6% 42

20.5% 6

2.7% 62

30.4% 136

66.2% 19

9.5% Ida-Virumaa 109 52

47.3% 2

2.0% 3

2.9% 12

10.8% 79

72.3% 8

7.0%

KKOOKKKKUU 11443399 661166 4422..88%%

227788 1199..33%%

7700 44..99%%

446644 3322..22%%

11002222 7711..00%%

111144 77..99%%

Eesti rannikualade tuulepotentsiaalEesti rannikualade tuulepotentsiaal

Kavandatavad tuulikupargid

Sobiliku tuuliku valikSobiliku tuuliku valik

0

500

1000

1500

2000

2500

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25Tuule kiirus (m/s)

kW Vestas V-80Enercon E-66Nordex N90Südwind S77DeWind D8NEG 82/1500

Ei ole ühte ideaalselt sobivat tuulikut kõikjale Eestis.Iga koha jaoks on oma tuulik.

Tuuliku kõrguse valikTuuliku kõrguse valikm

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9

m

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

MWh/a

Tuule kiiruse vertikaalne profiil10-90 m üle maapinna

Energiatoodangu sõltuvus tuuliku torni kõrgusest

Tuulevälja modelleerimine ja asukoha valikTuulevälja modelleerimine ja asukoha valik

Tuulteroos ja histogramm

Energiaroos

Energiatiheduse (W/m2) järgi

Tuulikute paigutus

Müra

Visualiseering

Varjud

Tuulikute paigutusTuulikute paigutus

Tuulevari tuulikute taga

Kriteeriumid tuulikute paigutuse hindamiseksKriteeriumid tuulikute paigutuse hindamiseksKasutustegur näitab tuuliku aastase tegeliku energiatoodangu suhet maksimaalsesse teoreetilisse toodangusse. Näiteks kui 2 MW nimivõimsusega tuuliku aastane energiatoodangu prognoos on 6000 MWh, siis kasutustegur avaldub järgmiselt:(6000 MWh/a) / (24 h * 365,25 d * 2 MW) = 0,34

Efektiivsus installeeritud võimsuse järgi näitab tuuliku tootlikkust nimivõimsuse ühiku kohta.Näiteks kui 2,3 megavatise nimivõimsusega tuuliku aastane energiatoodangu prognoos on 6000 MWh, siis efektiivsus installeeritud võimsuse järgi avaldub: (6000 MWh/a) / 2,3 MW = 2609 (MWh/a) / MW

Efektiivsus kasutatava pindala järgi. Antud näitaja saadakse tuulepargi kogutoodangu jagamisel tuulepargi alla jääva pindalaga. Kuna tuulikute paigutamiseks kasutada olev maa on piiratud ressurss, on oluline selle efektiivne kasutamine. Näiteks kui tuulepargi aastane kogutoodang on 100000 MWh ja pargi pindala on 300 ha, siis efektiivsus kasutatava pindala järgi saadakse järgnevalt:(100000 MWh/a) / 300 ha = 333 (MWh/a) / ha

Audru14 tuulikut

Audru23 tuulikut

Audru27 tuulikut

Tuuleparkide efektiivsuse võrdlusTuuleparkide efektiivsuse võrdlusPaigutus- variant

Tuuliku keskmine toodang (MWh/a)

Varjutus %

Kasutustegur Efektiivsus installeeritud

võimsuse järgi (MWh/a)/MW

Efektiivsus pindala järgi

(MWh/ha)

14 tuulikut 4186,75 4,54 0,23 2264 155 23 tuulikut 3950,25 9,46 0,21 1869 201 27 tuulikut 3937,50 10,16 0,21 1863 223

Audru20 tuulikut

Paigutus- variant

Tuuliku keskmine toodang (MWh/a)

Var-jutus

%

Kasutus-tegur

Efektiivsus installeeritud võimsuse järgi(MWh/a / MW)

Efektiivsus pindala järgi

(MWh/ha)14 tuulikut

4187 4,54 0,23 2264 155

20 tuulikut

4038 8,69 0,22 2175 228

23 tuulikut

3950 9,46 0,21 1869 201

27 tuulikut

3937 10,16 0,21 1863 223

Tuulikud Eestis