Väikeste jõgede ja ojade ääres asuvaid mini-hüdroelektrijaamu peetakse sageli kiireks ja odavaks viisiks kohapeal elektri tootmiseks. Vaatamata seadmete kompaktsusele ja lihtsusele vajavad sellised projektid täpseid vooluhulga arvutusi ja põhjalikku teostatavusuuringut. Mõnel juhul võivad mini-hüdroelektrijaamad olla tulus pikaajaline investeering, kuid teistes olukordades pole ehitamine kulutõhus või osutub tehniliselt võimatuks.
1. Minihüdroelektrijaama võimsust määravad peamised parameetrid
Et mõista, kas mini-hüdroelektrijaama ehitamine konkreetsele ojale või väikesele jõele on teostatav, on vaja andmeid vähemalt kahe peamise parameetri kohta:
• Pingutus (m)
Ülemise ja alumise veetaseme kõrguse vahe.
Mida suurem on rõhk, seda suurem on vee potentsiaalne energia.
• Veetarve (m³/s)
Läbi oja sekundis voolava vee maht.
Minihüdroelektrijaamade puhul on oluline teada:
- minimaalne madalveevool,
- keskmine aastane tarbimine,
- hooajalised kõikumised.
Isegi hea rõhu, kuid ebapiisava voolu korral võib jaam toota liiga vähe energiat.
Ligikaudse võimsuse arvutamise valem:
P = 9,81 × Q × H × η,
kus Q on voolukiirus, H on rõhk ja η on efektiivsus (tavaliselt 0,65–0,85).
2. Milliseid andmeid tuleks enne disainimist koguda?
Oja ääres asuv minihüdroelektrijaam ei ole lihtsalt "sinna lihtsalt paigutatud konteiner". Nõuetekohase arvutuse jaoks on vajalikud andmed sama suured kui suurel jõel asuva jaama puhul:
- koha mõõdistamine (profiili ja kõrguse muutused),
- hüdroloogia mitme aastaaja jooksul,
- kanali omadused,
- mullatüüp ja veehaarde rajamise võimalus,
- juurdepääsuteede ligipääsetavus,
- keskkonnaalased piirangud,
- veevarude kasutamise õiguslikud tingimused.
Praktikas määrab just hüdroloogia, kas projekt on kasumlik või jääb jaam suurema osa aastast seisma.
3. Milliseid turbiine ojades kasutatakse?
Madala rõhu ja suure voolukiiruse korral - Kaplan (vertikaalne või horisontaalne).
Keskmise rõhu korral - Francis, kõige universaalsem variant.
Kõrge rõhu ja väikese vooluhulga korral - Pelton.
Turbiini valik mõjutab otseselt:
- projekti maksumuse kohta,
- CPA-st
- võime eest töötada muutuva veevooluga.
4. Millal on oja ääres asuv minihüdroelektrijaam kasumlik?
Projekt muutub majanduslikult tasuvaks, kui on täidetud mitu tingimust korraga:
✔ stabiilne veevool aastaringselt
Kui oja kuivab või esineb tugevaid hooajalisi kõikumisi, langeb tootmine 40–80%.
✔ ehituse ligipääsetavus
Keeruline logistika, teede puudumine ja vajadus puurida kivisesse pinnasesse suurendavad kulusid dramaatiliselt.
✔ seal on elektritarbija
Väikese võimsusega "võrgus" töötamine tasub end harva ära: elektrienergia ostuhinnad on madalad.
✔ Jaama võimsus alates 50 kW-st
5–20 kW mikrohüdroelektrijaamad ei ole sageli kulutõhusad, kui neid ei kasutata eraldiseisvates rajatistes.
✔ rahastamise ja hüvitiste kättesaadavus
Seal, kus on olemas taastuvenergia toetusprogrammid, tasuvad projektid end kiiremini ära.
5. Millal minihüdroelektrijaam võib olla kahjumlik
- Liiga väike veevool– isegi hea rõhu korral.
- Tugev hooajalisus tähendab, et tegelik efektiivsus langeb.
- Hüdrauliliste konstruktsioonide - tammi, ümbervoolukanali, veehaarde - kõrged kulud.
- Pikad vahemaad elektriliinideni tähendavad kallist ühendust.
- Kohapeal puudub stabiilne tarbija– energia müümine võrku pole eriti kasumlik.
Minihüdroelektrijaam on eelkõige insenertehniline ehitis, mitte "elektrit tootev kast". Et projekt oleks kasumlik, peab vool olema prognoositav ja piisavalt võimas.
6. Järeldus: Oja ääres asuv minihüdroelektrijaam on kasumlik, kuid ainult korralike arvutuste korral.
Sellised jaamad võivad olla suurepärane lahendus:
- talud,
- kaugettevõtted,
- külad
- mägiobjektid,
- eramaaomanikud.
Kuid igal juhul on vajalik tehniliste parameetrite esialgne professionaalne analüüs. Hüdroloogia, geodeesia, läbilaskevõime arvutused ja kulude kalkulatsioonid määravad, kas projekt on kasumlik või on tegemist kuluka veaga.
