Tuul puhub alalisvoolule elu sisse

Nii on see alates ülemöödunud sajandi lõpust, kui käis võitlus George Westinghouse'i pooldatud vahelduvvoolu ja Thomas Edisoni toetatud alalisvoolu vahel. Westinghouse võitis ning seetõttu töötavad meie tolmuimejad, röstrid ja televiisorid vahelduvvooluga.

Põhjus on osaliselt selles, et lühikese ülekandevahemaa korral on vahelduvvoolul vähem kadusid ning varased elektrivõrgud olid vahelduvvooluga töötades seetõttu efektiivsemad. Lood on aga teisiti, kui elektrienergiat tuleb üle kanda pika maa taha – siis on eelis just alalisvoolul.

Seoses tuuleenergia laiema levikuga on taas alalisvoolust rääkima hakatud, sest elektrit saab toota seal, kus on tuult. Tarbitakse seda aga peamiselt seal, kus elavad inimesed, ja need kaks asja ei pruugi geograafiliselt kokku langeda. Eriti siis, kui me räägime näiteks võimalikust üle-euroopalisest elektrivõrgust, kirjutas The Economist.

Tuuleenergial on kaks peamist probleemi: teda pole tihti seal, kus vaja, ning teda ei pruugi olla siis, kui vaja. Saksamaal asuva Kasseli ülikooli alternatiivenergia instituudi juhi Jürgen Schmidi sõnul aitaks tervet Euroopat hõlmav elektrivõrk mõlema probleemiga edukalt rinda pista.

Kus tuul puhub, ei omaks enam nii suurt tähtsust, sest terve Euroopa ei saa üheaegselt tuuleta olla. Kui Hispaanias valitseb tuulevaikus, siis Iirimaal või näiteks Eestis see tõenäoliselt nii pole ja vastupidi. Seega saaks elekter erinevail päevadel voolata erinevas suunas.

Kuidas aga tegeleda tuule rahutu iseloomuga, mis puhub kord tugevamini ja kord nõrgemini ega arvesta inimeste vajadusega? Siin tuleks Schmidi plaani kohaselt appi Põhjamaade hüdroelektrijaamad – kui tuult on rohkem kui vaja, pumbatakse vett veehoidla paisude taha, kui seda on puudu, siis suurendataks vastavalt hüdroelektrijaamade võimsust. Näiteks Norra veehoidlate maht on nii suur, et tervet Euroopat on ka täieliku tuulevaikuse korral mitme nädala jooksul võimalik elektriga varustada.

Seetõttu tundubki suur Euroopa elektrivõrk niivõrd hea mõttena. Siiani pole seda teostatud, sest vahelduvvooluga kõrgepingeliinides on kaod elektrienergiat pika maa taha kandes lihtsalt liiga suured. Sellest ka taasärganud huvi alalisvoolu vastu.

Keskkoolifüüsika ütleb, et mida suurem on pinge, seda väiksem on voolutugevus, sest võimsus on pinge ja voolutugevuse korrutis. Soojuskaod ülekandeliinis on aga võrdelised voolutugevuse ruuduga. Sellepärast ongi ülekandeliinides kõrgepinge. Elektrienergia tarbijatele see aga ei sobi, mistõttu on kõrgepingeliinide ja kasutajate vahele vaja ehitada alajaamu, mis pinget alandaks. Just seepärast vahelduvvool ajalooliselt võitiski, sest pinge muutmine on vahelduvvoolu korral hõlpsam kui alalisvoolu puhul.

Edisonil oli aga õigus, kui ta väitis, et alalisvoolul on eelis, sest ükskõik mis pingega elektrikaabel ka poleks, me ei pea teda vedama mööda kõrgeid torne. Asi on selles, et vahelduvvooluga kaablid peavad maapinnast olema seda kõrgemal, mida suurema pinge all nad on. Sellest tulenevalt on standardsed 400-kilovoldised ülekandeliinid ehitatud maapinnast 30 meetri kõrguste mastide otsa. Kui nad oleks maapinna vahetus läheduses, oleksid kaod mitukümmend korda suuremad. Kuid isegi siis, kui liin on kolmekümne meetri kõrgusel, on alalisvooluga liinil eelis alates 1000 kilomeetrisest vahemaast. Maapinna läheduses lööks alalisvool vahelduvvoolu aga juba 30 kilomeetri pikkuse liini korral.

Schmidi arvutuste kohaselt suudaks selline alalisvoolu elektrivõrk rahuldada 30 protsenti Euroopa energiavajadusest. Lisaks oleks tegemist stabiilse ning vajadusel iseseisvalt töötava süsteemiga, mida ei saa öelda tänaste tuuleenergia projektide kohta.

Täna tagavad elektrivõrgu usaldusväärsuse traditsioonilised elektrijaamad, millel on aga palju keskkonnaprobleeme. Nad kas põletavad fossiilseid kütuseid ning on seega süüdi globaalses soojenemises või siis on tegu tuumajaamadega, mis tekitavad probleemseid radioaktiivseid jäätmeid ning lisaks on nende vastu avalikkus.

Ehkki ka tuuleenergial on loomulikult oma vastased, on ta keskkonnaalased eelised siiski vaieldamatud. Eriti kui võtame vaatluse alla üha kuumemaks teemaks muutuva kliimamuutuse. Ning mitmed ettevõtted ongi aktiivselt härjal sarvist haaranud. Näiteks ehitatakse Norra ja Hollandi ning Saksamaa vahele alalisvooluliini, mis viiks Norra hüdroelektrijaamades toodetud energia suure rahvaarvuga Kesk-Euroopasse. Iirimaa ettevõte Airtricity ehitab aga võrku, millele on antud nimeks Supergrid. See ühendaks kavandatavaid hiiglaslikke tuuleparke Iirimaa, Põhjamere ja Läänemere rannikuil tarbijatega üle kogu Põhja-Euroopa.

Airtricity arvutuste kohaselt maksab Põhjamere 2000 turbiinist koosneva pargi ehitamine umbes kaks miljardit eurot. Tuulepargi võimsuseks oleks 10 gigavatti. Sama võimsusega kivisöel töötava jaama ehitamine maksaks umbes 1,7 miljardit eurot, aga kui lisame juurde ka saastetasud, siis on tuuleprojekt tõenäoliselt tasuv ka majanduslikust aspektist vaadates.

Sellised pargid töötavad hästi, seda näitab kasvõi Airtricity 25-megavatine park. Ehkki see on kõik, mis Airtricity'l hetkel pakkuda, siis võimsuse suurendamiseks pole ju vaja midagi muud, kui lihtsalt lisada turbiine.

Inimeste fantaasia aga ei piirdu veel kaugeltki sellega. Kasutada saaks ju ka geotermaalenergiat ja päikeseenergiat. Alalisvoolul töötavad ülekandeliinid annaksid meile näiteks võimaluse tarbida Saharas toodetud päikeseenergiat. Tulevik näitab, kas maailm on valmis asnedama OPECi ehk naftat eksportivate riikide organisatsiooni elektrienergiat rahvusvahelisse võrku eksportivate riikide organisatsiooniga.