Q-tüüpi tuulik + põllumaa: võti energiasõltumatuse saavutamiseks

Viimati võttis meiega ühendust üks kliendist Ameerika Ühendriikidest. Tema omab oma põllumajandusettevõtet, mis asub umbes kolm kilomeetrit kaugusel lähima avaliku elektrivõrgust. Seega maksaks tema põllumajandusettevõtte ühendamine avalikku elektrivõrku selle kauguse tõttu palju raha. Kui ta seda aga ei tee, ei saa ta vabalt kasutada elektrit vajavaid infrastruktuure, näiteks valgustusseadmeid, külmikuid ja televiisoreid, mis on alati olnud tema jaoks peavalu põhjuseks.

Samal ajal peab tema pere külmadel aegadel toetuma elektrilisele põrandaküttele ja kiiretele veekütjatele. Selle tulemusena ulatub tema päevaselt tarbitav elekter 15–20 kilovatt-tunnini. Öösel, kui kõik kütteseadmed töötavad samaaegselt, võib hetkeline tippvoolutarve isegi ületada 5 kilovatti. See ei teki mitte ainult suuremaid elektriarveid, vaid ka ohustab turvalisust. Seepärast on vaja seda olukorda kiiresti muuta.

Pärast kliendi selgituse kuulamist sel hetkel põrkas minu peas kohe mõte: see on lihtsalt suurepärane rakendussektor Q-tüüpi tuulikule. Kliendid on kõige rohkem häiritud kahest asjast: esiteks ei tarbida päevas valgustus, külmikud ja televiisorid tegelikult eriti palju elektrit; teiseks on talvel soojendus – elektriline põrandasoovitus ja kiirekütt, mille võimsus öösel tippkokkuvõttes on 5 kilovatti ning päevas tarbitav koguellekter on 15–20 kilovatt-tundi. See andmehulk on väga oluline. See ütleb meile kaks asja: esiteks on selle tipptarve talvisel ööl; teiseks ei ole tipptarve eriti kõrge ja seda saab täielikult katte alla saada keskmise suurusega võrgust sõltumatu süsteemiga.

Plaani, mille ma talle soovitasin, tuumaks on Q-tüüpi tuulik. Miks valida just Q-tüüpi? Sellepärast, et talu ümbruses on tavaliselt suhteliselt avatud ala ja tuuleolud on head, kuid traditsioonilisel kolmelehe-lõikega tuulikal on kõrged tuulekiiruse nõuded, see teeb palju müra ja selle hooldus on tülikas. Q-tüüp on vertikaalteljeline konstruktsioon, millel on madal algustuulekiirus – tuul saab pöörata juba umbes 2 m/s kiirusega ning see ei karda tuule suuna muutusi. Kui talu ümbruses olevad hooned ja puud teevad turbulentsi tuult, siis suudab see ikkagi stabiilselt elektrit toota. Tähtsam on see, et see on vaikne ja ei põhjusta klientidel öösel "tuhinat" müra tõttu unehäireid.

Kliendi asukoha järgi on Ameerika Ühendriikides asuva kesk-Ameerika põllumajandusmaa keskmine aastasügavuse tuulekiirus umbes 4–5 m/s. 5 kW Q-tüüpi tuulikut, mis on ühendatud sobiva aku komplektiga, saab kasutada täielikuks rahuldamiseks hetkeline maksimaalne võimsustarve 5 kilovattis. Arvutasin talle arvutuse: talvel on elektritarve päevas 20 kraadi ja öösel toimub soojendus peamiselt öö esimeses pooles, umbes 4–5 tundi. Sel ajal saab tuuliku pideva tuule korral koos akuga täielikult toetada. Päeval kasutatakse vähem elektrit ja ülejäänud elekter salvestatakse akusse, moodustades seega kinnise ringi.

Muidugi pole turvaline toetuda ainult tuulegeneraatorile. Soovitan talle lisada väikese võimsusega päikesepaneelide komplekti – mitte peamiseks toiteallikaks, vaid täiendusena. Lõppude lõpuks on ka tuuletu päevadel päikesepaistet ja fotovoltaika täidab just seda lüngat. LiFePO4 akukomplektiga on päevas 10 kilovatttunni mahutavus rohkem kui piisav. Inverteerija valitakse puhta sinuslainega, umbes 8 kilovatti, mis tagab ohutuse ja stabiilsuse.

Kulude osas on kliendid enim huvitatud küsimusest „kui palju saab salvestada elektrivõrku“. Kolmekilomeetrise elektrivõrgu paigaldamine – ligikaudne hind telefonipostidest, transformaatoritest kuni ehituseni – läheb vähemalt kümnetuhandete dollaritega. Samas maksab 5 kW Q-tüüpi tuulegeneraator, 5 kW päikesepaneelid ja 10 kWh elektrienergia salvestussüsteem koos paigaldus- ja infrastruktuuri ehituskuludega vähemalt poole vähem kui elektrivõrk. Lisaks saab seda süsteemi kasutada probleemita 15–20 aastat. Selle ajaga on vaja teha vaid harva tuulegeneraatori pöörleva osa õlitage ja kontrollida aku seisukorda; muul viisil peaaegu ühtegi hooldust ei ole vaja. Elektriarve? Null.

Tähtsam on ohutus. Klient lülitas öösel kõik soojendusseadmed samaaegselt sisse, mis oli võrdne elektriringi koormamisega maksimaalsele piirile, ja vanad juhtmed ning lülitid läksid lihtsalt ülekuumenema ja süttisid. Väljaühendatud süsteemi projekteerimisel on see üleliialdatud 5 kilovati tippkoorma järgi. Inverteeril on ülekoormuskaitse, akul on temperatuuri reguleerimise juhtimine ja harujuhtimine – näiteks on magamistoa ja elutoa põranda soojendus nihutatud poole tunni võrra, mis vähendab tippkoormat. Sel viisil on süsteem mitte ainult piisav, vaid ka ohutum kui algne linnaelektri lahendus.

Me rääkisime neid analüüse kliendile ükshaaval läbi ja ta sai kohe koheselt emotsionaalseks. Lõpuks küsis ta: "Kui suvel ei lülitata soojendust sisse, siis mis saab liigsest elektrist?" Me naerdes vastasime, et elektrilise veekuumutaja või väikese laadimispunkti lisamine, et kasutada põllumajandusmasinaid ja tulevaste elektriautode laadimiseks, pole üldse raiskamine.

See juhtum on tegelikult väga tüüpiline. Paljud inimesed mõtlevad kohe võrgust lahkumisest rääkides "rohkem akusid paigaldama ja rohkem päikesepaneele paigaldama", kuid nad unustavad sageli öösel ja talvel tuuleenergia eelised. Q-tüüpi tuulikut + päikesepaneelid + energiamahtuvus – see „maastiku- ja salvestuslahendus“ on võtmetähtsusega kaugsete põllumajandusettevõtete jaoks, et saavutada tõeliselt energiasissetulekut.