VĖJO ELEKTRINIŲ PANAUDOJIMO LIETUVOJE GALIMYBĖS
 
Lietuvos Vyriausybė įsipareigojo pasiekti, kad iki 2010 metų 7% elektros energijos būtų gaminama iš atsinaujinančių energijos šaltinių.  Vėjo elektrinės yra vienas iš galimų elektros energijos gamybos būdų, padedančių pasiekti užsibrėžtą tikslą. Nustačius pakankamai aukštą elektros energijos supirkimo iš šių elektrinių kainą (22 ct/kWh) Lietuvoje buvo sukurtos palankios sąlygos šiai energijos rūšiai plėtotis. Netgi atsižvelgus į nedidelius vėjo greičius Lietuvoje ir jų pūtimo trukmes pasidarė ekonomiškai naudinga statyti šio tipo jėgaines ne tik pajūryje, bet ir kai kuriuose kituose regionuose.
Remiantis elektros energijos poreikių prognozėmis 2010 metams ir įvertinant šiuo metu jau egzistuojančius atsinaujinančius elektros energijos gamybos šaltinius (hidroelektrines) bei darant prielaidą, kad likusią iš  atsinaujinančių šaltinių reikalingą pagaminti elektros energiją tieks tik vėjo elektrinės, jų išdirbis turėtų būti apie 480 GWh. Priimant T_max lygų 2500 valandų, instaliuotas vėjo elektrinių galingumas siektų 200 MW.
Vėjo energija savo specifika labai skiriasi ne tik nuo iškastinio kuro ar branduolinių jėgainių, bet ir nuo daugumos atsinaujinančius energijos resursus naudojančių elektrinių. Ji yra prieinama tik epizodiškai, kada pučia reikiamo stiprumo vėjas. Todėl negalima tikėtis, naudoti vėjo elektrines, dengiant pikines apkrovas, kaip tarkim dujų turbinas.  Taip pat, atsižvelgiant į mažą Lietuvos plotą su vienodomis klimatinėmis sąlygomis, negalima tikėtis panaudoti vėjo jėgaines, dengiant bazinį apkrovimą, neturint papildomo, dubliuojančio šaltinio. Išeinant iš to, vėjo jėgaines reikia nagrinėti kaip kompleksą: vėjo jėgainės + vienas ar keli dubliuojantys šaltiniai sugebantys dengti visą vėjo jėgainių galingumą. Tokių kompleksų galėtų būti keli variantai:
1)                Vėjo jėgainės + Lietuvos elektrinė. Pagrindinis šio komplekso privalumas – Lietuvos elektrinė jau pastatyta, todėl nebereikia kapitalinių investicijų, o trūkumas būtų tas, kad Lietuvos elektrinės blokus reiktų laikyti nepilnai apkrautus arba dažnai stabdyti ir paleidinėti. Tai padidintų bendrus tokio komplekso darbo kaštus ir sumažintų taip akcentuojamą mažą vėjo energijos taršą.
2)                Vėjo jėgainės + Kruonio HAE. Šio komplekso trūkumas susijęs su HAE užkrovimo energijos nuostoliais (apie 28%). Įvertinus pačios HAE eksploatavimo kaštus, elektros energijos supirkimo iš vėjo elektrinių, dirbančių tokiame komplekse, kaina pakiltų iki 29 ct/kWh. Antrasis trūkumas – ribotas Kruonio HEA manevringumas.
3)                Vėjo jėgainės + nauja dujų turbina. Šio varianto trūkumas – sąlyginai didelė dubliuojančio šaltinio energijos savikaina. Privalumas – didelis manevringumas.

1 pav. Elektros energijos gamybos kaštai elektrinių kompleksuose.
Kaip matyti iš 1 pav. vėjo jėgainės padidina elektros energijos gamybos savikainą elektrinių kompleksuose, lyginant su kaštais dubliuojančiose elektrinėse, bet gana nežymiai, jei skaičiavimuose naudojami vėjo elektrinių eksploatavimo kaštai. Pastaruosius prilyginus vyriausybės nustatytai elektros energijos supirkimo iš vėjo jėgainių kainai, situacija žymiai pasikeičia. Net naudojant Lietuvos elektrinę kaip dubliuojantį šaltinį elektrinių komplekso kaštai išauga 2.4 ct/kWh ir viršija naujos dujų turbinos kaštus. Elektros energijos gamybos kaštai elektros energetinėje sistemoje išauga 0.26–2.1 ct/kWh, priklausomai nuo to kokiame komplekse vėjo jėgainės naudojamos. Dėl to Lietuvos elektros energetinė sistema kasmet praranda 30-260 mln. litų.
Visi šiame darbe nagrinėti variantai buvo supaprastinti, vertinant tik pagrindinius faktorius ir nesigilinant nei į nuostolius perdavimo tinkle, nei į vėjo jėgainių padėti apkrovos kreivėse.

Vėjo atsiradimo priežastis yra Saulė. Vėjas atsiranda dėl skirtingo Žemės paviršiaus įšilimo. Ši energija gali būti naudojama gaminti elektrai, tačiau reikalauja plataus išdėstymo ant Žemės paviršiaus, jei norima pagaminti pakankamai energijos.

Iš tikrųjų, vėjo energija buvo panaudojama jau nuo labai senų laikų. Egiptiečiai 5000 metais pr.Kr. naudojo bures plaukiodami po Nilą. Persai naudojo vėjo malūnus vandeniui pumpuoti ir drėkinti žemei. Pirmoji didesnė vėjo jėgainė buvo pastatyta JAV 1888 metais, ji buvo 12 kW galingumo .

Bendras vėjo jėgainių galingumas 1999 metais buvo 10 000 MW. Su šiuolaikinėmis technologijomis vėjo jėgainės galėtų pagaminti apie 20% elektros energijos reikalingos JAV (t.y. maždaug tiek pat, kiek pagamina atominės elektrinės), jei padengtume tokiomis jėgainėmis 1% teritorijos. Svarbu suprasti, kad 1% teritorijos reiškia, kad įranga joje užims tik 5% žemės, tiesiog vėjo jėgainės turi būti išdėstomos tam tikru atstumu viena nuo kitos.

Nors vėjo turbinos ekologiškos, gamina pakankamai daug elektros, tačiau turi ir nemažai trūkumų:

• Ne visur jas naudoti apsimoka, nes ne visur vėjo intensyvumas yra vienodas.
• Naudojama daug judančių dalių, todėl jėgainės įrengiamos ten, kur jas patogu prižiūrėti.
• Dėl judančių dalių, jų tarnavimo laikas neilgas, o palaikymo sąnaudos gana didelės.
• Labai gadina peizažą ir užstoja Saulę.
• Jas labai apgadina audros.
• Jos kelia triukšmą.

Vis dėlto siekiant pagerinti gamtosaugines sąlygas, Vakarų Europos šalyse (Danija, Vokietija, Olandija ir t.t.) plačiai naudojama vėjo energija (žr. 8 pav.). Šiuolaikinėse jėgainėse vėjo energija verčiama į elektros energiją, kuri naudojama buityje, o perteklius atiduodamas į tinklą. UAB "Vėjas" 1991 metais suprojektavo pirmąją vėjo jėgainę Lietuvoje, kuri buvo pastatyta Prienų rajone. Buvo suprojektuotos kelios 60 kW galios jėgainės, viena iš jų pastatyta Kaune. Klaipėdos universitete buvo suprojektuota 10 kW galios vėjo jėgainė, kuri pastatyta Klaipėdos rajone. Visų šių suprojektuotų ir pastatytų vėjo jėgainių darbas nebuvo sėkmingas. Iškilo visa eilė techninių problemų dėl vėjo jėgainių efektyvumo, jų darbo patikimumo ir t.t. Šių problemų sprendimui buvo būtini vėjo energijos klimatiniai tyrimai, žinios apie vėjo energijos pasiskirstymą priklausomai nuo vėjo greičių profilių ir kt. Šie uždaviniai sėkmingai sprendžiami Danijoje, Vokietijoje, Austrijoje ir kitose šalyse.

Lietuvoje, įsisavinant vėjo energiją, jau atliktas pirminis vėjo energijos išteklių įvertinimas, naudojant meteorologinių stočių daugiamečius duomenis, sudarytos jų skaičiavimo metodikos. Jo būtinos, nes reikia tinkamai parinkti vėjo jėgainių agregatus, sudaryti jų darbo grafiką, prognozuoti energijos išdirbį, nustatyti ekonominius rodiklius. Taip pat būtina ištyrinėti vėjo parametrų kitimą, gūsių susidarymą, vėjo greičio profilius, atsižvelgiat į žemės paviršiaus šiurkštumą ir teritorijos užstatymo laipsnį, bei vėjo srautų susidarymą už gamtinių ir urbanistinių kliūčių.

Lietuvos energetikos instituto ir meteorologinių stočių vėjo greičio matavimo rezultatai rodo, kad tinkamiausias didelės galios (keleto šimtų kW) šiuolaikinių vėjo jėgainių statybai yra 5-10 km pločio Lietuvos pajūrio ruožas, kuriame vidutinis vėjo greitis jau dešimties metrų aukštyje nuo žemės paviršiaus yra 5-6 m/s (didėjant aukščiui vėjo greitis didėja). Deja, kitoje Lietuvos teritorijoje vidutinis vėjo greitis daug mažesnis, vos 3-4,5 m/s, todėl čia tikslinga statyti tik nedidelės galios (keleto dešimčių kW) vėjo jėgaines, kurių indėlis į elektros energijos gamybą Lietuvoje būtų nedidelis. Jei minėtame pajūrio ruože pastatytume keletą didelės galios vėjo jėgainių, jų pagamintos energijos savikaina gali būti artima šiluminių jėgainių energijos savikainai. Vidutiniškai vėjo jėgainės elektros gamybos kaina pajūrio regione svyruoja nuo 13 iki 20 ct/kWh. Kadangi likusioje teritorijoje dėl mažo vėjo greičio galima statyti tik nedidelės galios vėjo jėgaines, o jos santykinai yra labai brangios, tad investicijos į jų statybą vargu ar atsipirktų.

Vėjo jėgainės gali dirbti autonominiu režimu arba įjungiamos į bendrą regiono arba valstybės elektros tiekimo sistemą. Apie 90% visų pasaulyje veikiančių vėjo jėgainių yra įjungtos į šias sistemas.

Parenkant statybos aikštelę, būtina įvertinti regiono elektros tiekimo tinklų struktūrą, nes įjungti vėjo jėgaines į bendrą šalies elektros tiekimo sistemą labai brangu.

Įvairiose šalyse vis daugiau vėjo jėgainių statoma jūros pakrantėje arba jūroje (žr. 9 pav.). Neužimami brangūs pajūrio žemės plotai, o vėjo greitis virš vandens yra didesnis ir mažiau pulsuojantis negu sausumoje. Dėl to galima statyti žemesnes vėjo jėgaines, pailgėja ir jų tarnavimo laikas. Tačiau beveik visas Lietuvos pajūris yra poilsio zona, Kuršių neriją kerta paukščių migracijos keliai, tad artimiausiais dešimtmečiais didelės galios vėjų jėgainių bus įmanoma pastatyti tik kelias dešimtis, o ateityje - maždaug 150, kurios per metus galėtų pagaminti apie 0,15 TWh elektros energijos.

Šiuo metu netoli Būtingės naftos terminalo, 1 km nuo jūros kranto ir už kelių šimtų metrų nuo galingos elektros pastotės jau yra parinkta aikštelė šešių 600 kW galios vėjo jėgainių statybai. Per artimiausius 10 metų, t.y. iki 2010 metų, gali būti pastatyta 30 vėjo jėgainių. Vėjo jėgainių statybą riboja ne tik palyginti maža elektros energijos kaina Lietuvoje, bet ir laisvų žemės plotų trūkumas, ir elektros tinklų galia pajūrio zonoje. Didėjant elektros energijos kainai, atsiras vis daugiau firmų, norinčių statyti vėjo jėgaines, todėl nuo 2010 iki 2020 metų vėjo jėgainių gali padvigubėti.

Dauguma vėjo jėgainių komponentų gali būti sėkmingai gaminami Lietuvoje. Tačiau gamybos pradžiai reikalingos didžiulės investicijos ir kelios dešimtys aukštos kvalifikacijos darbuotojų.

Tyrimai rodo, kad vėjo energijos panaudojimas mūsų šalyje galimas ir ekonomiškai pateisinamas. Tačiau paminėtų problemų sprendimui būtini fundamentalūs tyrimai, užtikrinantys vėjo jėgainių efektyvų darbą ir aptekamų konstrukcijų patikimumą. Vakarų Europoje, o taip pat ir mūsų šalyje prieš pradedant statyti vėjo jėgaines, privaloma ne mažiau kaip 6-12 mėnesių laikotarpyje duotame regione atlikti vėjo energijos parametrų matavimus su tam tikslui skirta aparatūra.

Šiuo metu šalyje yra pastatytos kelios savos gamybos vėjo jėgainės, tačiau susiduriama su techninių žinių stoka parenkant statybos aikštelių vietą ir techninius vėjo jėgainių parametrus. Šalyje būtina įsteigti pavyzdinį vėjo jėgainių parką, kur veiktų pavyzdinės jėgainės ir būtų atliekami jų tyrimai bei įvertinimai.

  Norvegijoje kitais metais bus pastatyta didžiausia pasaulyje vėjo elektrinė, kurios instaliuota galia sieks 10 MW. Šios elektrinės gaminamos elektros pakaks maždaug 2 000 gyvenamųjų namų.

 Pasirodžius mokslininkų tyrimams apie gamtos išteklių mažėjimą populiarėja mintis elektros gaminimui panaudoti alternatyvius natūralius elektros energijos šaltiniu. Alternatyvi energija yra perspektyvi investicija, nes naftos ir dujų ištekliai senka, o dėl visame pasaulyje augančių vartojimo apimčių tikėtina, kad iškastiniai žaliavų šaltiniai ir toliau brangs.

Amerikiečių jegainių milžinė GE Energija nupirko Norvegijos vėjo jėgainių gamintoją Scanwind už 15 milijonų eurų, privesdama prie spėliojimo, kad GE pavaizduoja grafišką sugrįžimą į kranto pusės vėjo rinką.

{mosimage}