EMÜ Tehnikamaja ning taastuvenergia – II

Nüüdseks on 17.10 paigaldatud elektrituulik juba veidi aega töötanud ning  Eestit hiljuti läbinud tormi edukalt vastu pidanud. Alljärgnevalt jooniselt on näha tuulegeneraatori 10 minuti keskmine elektriline väljundvõimsus ning Tehnikamaja võrku tunni edastatud elektrienergia kogused ajavahemikul 26.10 – 31.10.2013.

Elektrituuliku toodang_26.10-31.10_v2

Tuleb mainida, et kuivõrd nimetatud elektrituulik on veel katsetamisjärgus, on esitatud andmete puhul tegemist esmaste mõõtmistulemustega, mis ei pruugi kirjeldada tuulegeneraatori tööd ning toodangut pärast katsetusperioodi lõppu.

DSC04081

 

Jaanus Uiga

EMÜ Tehnikamaja ning taastuvenergia

17.10 jõudis lõpule järjekordne etapp meie Tehnikamaja moderniseerimises. Nüüdsest on Tehnikamaja katusele lisandunud lisaks varasemalt paigaldatud päikesekollektoritele ning suvel paigaldatud PV-paneelidele ka tuulegeneraator. Nimetatud elektrituuliku maksimaalne väljundvõimsus on 3,5 kW ning peaks tööd alustama alates 3 m/s tuulekiirusest. Täpsemaid andmeid on võimalik leida tootja (Windspot) koduhelt.

Tuulegeneraatori paigaldamine toimus Eesti Lennuakadeemia ja Eesti Maaülikooli ühisprojekti “„ELA ja EMÜ ühisõppe baasi arendamine avioonika ja automaatika valdkonnas“ (3.2.0401.11-0047) raames. Projekti lõpptulemusena rajatakse digitaalelektroonika labor, mis on mõeldud mikro-energiatootmisseadmete, energia tarbijate elektrivõrgu ja energia salvestusseadmete elektroonikakomponentide omavahelise koostöö uurimiseks õppetöö eesmärgil. Projekti järgmistes etappides toimub energiasalvestite süsteemi juhtimisseadmete paigaldamine.  Tööde teostamist on toetanud Euroopa Liit läbi Euroopa Regionaalarengu fondi.

Tuulegeneraatori ja PV-paneelide elektritoodangu ning Tehnikamaja elektritarbimise koosmõjudest hakkab siitsamast peagi rohkem infot saama.

DSC03767

DSC03788

2013-10-17-357

2013-10-17-360

DSC03848

DSC03856

DSC03861

DSC03892

DSC03885

Jaanus Uiga

Tööde teostamist on toetanud Euroopa Liit läbi Euroopa Regionaalarengu fondi.EL_Regionaalareng_horisontaal

Teadus- ja õppehoone renoveerimise tulemustest III – Halduskulud

Lisaks energiatarbele ning sisekliimale muutuvad renoveerimisjärgselt ka halduskulud. Eelkõige oodatakse, et hoone soojustamise tulemusena vähenevad kulutused soojusenergiale. Samas tekib küsimus, kas on mõistlik eeldada, et elektrienergiatarve pärast sundventilatsiooni ning automaatikasüsteemide kasutuselevõttu väheneks.

Käesoleva aasta kevadel valmis EMÜ metsandus- ja maaehitusinstituudis bakalaureusetöö pealkirjaga “Renoveerimistööde mõju Tehnikamaja korrashoiule“. Töö autorid Kati Kraavi ja Annika Suup uurisid Tehnikamaja renoveerimisel tehtud töid, teostatud tehnilisi lahendusi ning kulude muutumist.

Töö autorid märkisid, et 2012. aastal olid Tehnikamaja kogukulud (joonis 1) 46500 € võrra suuremad, kui renoveerimisele eelnenud 2008. aastal. Ühe põhjusena toodi välja kasutatava pinna suurenemist ning ventilatsiooni- ning automaatikasüsteemi kasutuselevõttu (vt. ka “Teadus- ja õppehoone renoveerimise tulemustest“).

Suup jt graafik kodukale_kärbitud

Joonis 1. Väljavõte 2008. ja 2012. aasta halduskulude võrdlusest (Kati Kraavi; Annika Suup)

Bakalaureusetöö raames viidi töötajate seas läbi ka küsitlus, mille kaudu sooviti teada saada, milliseks on kujunenud hoones pidevalt viibivate inimeste arvamus. Küsitluse tulemustest selgus, et üldjoontes ollakse renoveerimise tulemustega rahul. Samas viidati mõningatele kasutusmugavusega ning ehituskvaliteediga seonduvatele probleemidele. Mõningateks näideteks on sundventilatsiooni kasutamisest tulenev siseõhu madal suhteline õhuniiskus (vt. ka “Teadus- ja õppehoone renoveerimise tulemustest II – Sisekliima“), valgustusautomaatika reguleerimine ning mõningad probleemid kütteautomaatikaga.

Autorite sõnul ongi pärast igakülgseid renoveerimistöid oluline asjatundlik järelevalve. Seetõttu soovitati bakalaureusetöös pärast renoveerimistöid nimetada vastutav isik, kelle ülesandeks on tuvastada pärast hoone kasutuselevõttu ilmnenud puudused ning seejärel organiseerida nende kõrvaldamine.

Jaanus Uiga

Teadus- ja õppehoone renoveerimise tulemustest II – Sisekliima

Nagu eelnevatest postitustest võib lugeda, on EMÜ Tehnikamaja renoveerimisest möödas juba tublisti üle aasta. Kui varasemalt on antud ülevaade soojus- ja elektrienergia tarbe muutumisest, siis nüüdseks on valminud ka ülevaade mitmesugustel ajavahemikel teostatud sisekliima mõõdistuste tulemustest.

Käesoleva aasta kevadel Tehnikamajas toimunud Biosystems Engineering konverentsil ette kandmisele tulnud artikli Exploring the Effect of Carbon Dioxide Demand Controlled Ventilation System on Air Humidity jaoks teostati suhtelise õhuniiskuse ning sisetemperatuuri mõõtmisi 2012. aasta kevadel, suvel ning 2012/2013. aasta talvel.

Teatavasti tagatakse siseruumide värske õhuga varustatus välisõhu abil, seega on siseruumide suhteline õhuniiskus on tihedalt seotud välisõhus sisalduva niiskusega (joonis 1). Suhteline õhuniiskus väljendab, kui suure osa moodustab õhus sisalduv veeauru rõhk küllastuseks vajalikust. Sealjuures sõltub suhteline õhuniiskus õhu temperatuurist.

Siseõhk ja välisõhk

Joonis 1. Arvutuslik suhteline õhuniiskus siseruumides (t = 21 °C) ning keskmine välisõhu suhteline õhuniiskus perioodil 1970…2000 (EMHI, 2012; autorite arvutused)

Saab järeldada, et olukorras, kus siseruumides lisaniiskusallikaid ei paikne, langeb suhteline õhuniiskus välisõhu soojendamisel ruumitemperatuurini 21 °C alla 25%-i  kõige tõenäolisemalt jaanuari-, veebruari-, märtsi- ning detsembrikuus. Siinjuhul on mainitud 25%-i kui võimalikku piirmäära, kuid tegelikkuses pole enamikele hoonetüüpidele suhtelise õhuniiskuse piirmäärasid Vabariigi Valitsuse määrustega kehtestatud. Rohkem infot suhtelise õhuniiskuse alaseid regulatsioonidest ning soovitustest saab leida uuringust  ”Sisekliima mõõtmised Tartu linna haldushoonetes“.

Ühe lahendusena võib liigkuival ajal kasutada õhuniisuteid (joonis 2), kuid sellisel juhul tuleb arvestada asjaoluga, et ruumiõhku lisanduvad lisaks veeaurule ka kasutatavas vees sisalduvad ained.

Õhuniisutid

Joonis 2. Õhuniisutite kasutamise mõju

Tulemuste täpsem analüüs on teostatud artiklis.

Jaanus Uiga

Konverentsid Perterburis ja Jelgavas

20…22.05 osalesid Andres Annuk ja Alo Allik Venemaal rahvusvahelisel konverentsil International Agri-Environmental Forum 2013. Konverents toimus SZNIIMESH-i uurimisinstituudis, mis asub Peterburi külje all Puškini linnas. Eelnevalt nimetatute ning Jaanus Uiga kaasautorlusel konverentsile kirjutatud artikkel käsitles tuulegeneraatorite väljundvõimsuste kõikumist ning selle mõjude vähendamise võimalusi.

Alo ettekanne Peterburis

Peterburist liiguti juba 22. mai hilisõhtul edasi Lätti, kus 23. mail kandis Alo Allik ette konverentsi Engineering for Rural Development jaoks koostatud artikli Comparison of Various Consumer Workload Charts to Availability of Renewable Energy Production Characteristis põhiteesid. Sealse artikli põhiteemaks oli mitmesuguste Eesti elektritarbijatele tüüptarbimisgraafikute sobivus tuulegeneraatorite ning päikesepatareide elektritoodanguga.

Jelgavas paikneva Läti Põllumajandusülikooli (Latvia University of Agriculture) tehnikateaduskonnas, kus konverents toimus, tegeletakse samuti taastuvenergia väikelahendusi käsitlevate teemadega ning seetõttu tekkis võimalus sealsete ekspertidega mitmeid huvitavaid teadmisi vahetada. Taastuvenergiaseadmete uurimise üheks silmapaistvamaks näiteks oli teaduskonnahoone hoovis paiknev tuule- ja päikeseenergia hübriidsüsteem, mille päikesepaneelide välja nimivõimsuseks oli 2,5kW ning kahe tuuliku nimivõimsuseks kaks korda 1,5kW. Süsteemis toodetava energia kasutusotstarbeks on planeeritud elektriautode laadimine.

Jelgava hübriidsüsteem

Alo Allik

EMÜ tehnikainstituudis kaitstud lõputöö – parim elektroenergeetika üliõpilastöö 2012

Reedel, 19. aprillil toimunud Eesti Elektroenergeetika Seltsi (EEES) üldkoosolekul kuulutati välja järjekordsed konkursside „Aasta parim elektroenergeetik“ ning „Aasta parim elektroenergeetika üliõpilastöö“ võitjad. Seekord osutus parima elektroenergeetika-alase üliõpilastöö autoriks EMÜ tehnikainstituudi töötaja ning praegune energiakasutuse eriala I kursuse magistrant Jaanus Uiga.

Lõputöö teemal „Üleminek fossiilsetelt kütustelt puitkütustele – Elva linna keskküttevõrgu juhtumiuuring“ kaitsti 2012. aasta juuni alguses ning selle põhifookuses oli puitkütuste eelistamine fossiilkütustele kaugküttesüsteemides ning selle mõju väikelinna arengule.

Elektroenergeetika valdkonnaga on lõputöö seotud läbi mitmesuguste tulevikustsenaariumite jaoks tehtud arvutuste, kus modelleeriti koostootmisjaama rajamise võimalikkust Elva linna suurusesse väikelinna.

Lõputöö valmis praeguse nooremteaduri, Alo Allik’u, juhendamisel Interreg IVA projekti Wood Energy and Cleantech raames. “Üleminek fossiilsetelt kütustelt puitkütustele – Elva linna keskküttevõrgu juhtumiuuring” on kätte saadav siit.

„Aasta parima elektroenergeetika üliõpilastöö“ tiitlit on antud välja juba 2007. aastast ning EMÜ energeetika eriala tudengid on tiitli võitnud kahel korral.

Täpsem info konkursi statuudist ning teistest Eesti Elektroenergeetika Seltsi tegemistest on kätte saadav EEES-i ametlikult kodulehelt www.eees.ee.

EEES

EMÜ Tehnikamaja – “Nutikas energialahendus 2012″

Tartu Linnavalitsuse poolt korraldatud konkursi „Nutikas energialahendus 2012“ tulemusena tunnustati Eesti Maaülikooli Tehnikamaja renoveerimise komplekslahendust.

Eesti Maaülikooli Tehnikamaja on üks uusimaid täielikult renoveeritud õppe- ja teadushooneid Tartus. Renoveerimise järgselt võeti kasutusele järgnevad nutikad lahendused:

 Ruumide sisekliima inimestepõhine reguleerimine. Ruumide sisekliimat reguleeritakse kahe näitaja abil: CO2 sisaldus ruumi õhus  ja sisetemperatuur. Lähtuvalt ruumis erituvast CO2 kogusest suurendatakse sissepuhutava õhu hulka ja samas juhitakse kasutatud õhk välja. Kui inimesi kabinetis või õppeklassis ei viibi, viiakse õhuvahetus miinimumi – ruumi ventilatsiooni õhuhulga klapp sulgub. Ruumi temperatuuri reguleeritakse automaatika ning termostaatventiilide abil nii, et ruumi eralduva soojushulga suurenemisel vabasoojuse arvelt või akende avamisel lülitatakse radiaatorite pealevoolukraanid kinni. Seeläbi kulutatakse vähem kaugküttesoojust. Ruumide jahutuseks kasutab ventilatsiooniagregaat võimalusel välisõhu jahedamat temperatuuri. Töökeskkonna parendamiseks ning elektrienergiasäästu saavutamiseks on valgustid töö reguleeritud liikumisandurite ja valgustatuse andurite abil.

 Katelseadmete laboris toodetud soojust kasutatakse nutikalt. Kreutzwaldi 56 hoonesse on õppe ja teaduseesmärkidel paigaldatud katelseadmete labor, mis on ühendatud hoone küttesüsteemiga. Kui mujal maailmas juhitakse sarnastes laborites toodetud soojus välisõhku või kanalisatsiooni (on näiteid Soome ja Läti laboritest), siis Tehnikainstituudis biomassi põletamise alasel teadustööl tekkiv soojusenergia läheb oma maja küttevõrku ja selle võrra on võimalik vähendada küttearveid ning energia raiskamist.

 Lifti allasõitmisel toodetakse energiat. Kui lift sõidab koos inimestega alla siis toimib lifti mootor generaatorina ja toodab elektrit. Saadud energia tarbitakse hoone enda elektrivõrgus.

IR_7378

Termopilt Tehnikamaja välisfassaadist (pildi autor: Priit Pikk)

Konkursi eesmärgiks oli tunnustada uudseid lahendusi, mis lähtuvalt hoone funktsioonist parandavad hoone energiatõhusust ja sisekliimat. Lisaks Tehnikamajale tunnustati ka madalenergiamaja Hommiku 6b, kortermaja Kaunase pst 19, kortermaja Aleksandri 28 ning miljööväärtuslikus piirkonnas paikneva Näituse 19 lahendusi. Rohkem infot leiab siit.

Jaanus Uiga

Konkurss “Nutikas energialahendus 2012″ on osa projektist “EmPowerment of SME to Network for Intelligent Energy”.
Projekti “EmPowerment of SME to Network for Intelligent Energy” rahastab Euroopa Liidu Komisjon.

Töö- ja eluruumide sisekliimast

Lisaks hoone soojapidavusele ning optimaalse kütterežiimi valikule tuleb hoonete renoveerimisel ning ka kasutamisel tähelepanu  pöörata ka erinevatele sisekliima parameetritele. Neist kõige lihtsamini on mõõdetavad temperatuur, niiskus ning CO2 sisaldus ruumi õhus.

Eelmisel aastal teostas Energiaklassi meeskond eelmainitud sisekliima parameetrite mõõtmisi Tartu Linnavalitsusele kuuluvates hoonetes. Sisekliima mõõdistused teostati Tartu Regiooni Energiaagentuuri (TREA) poolt koostatud uuringu “Tartu linna hoonete energiatarbimise ja sisekliima uuringu teine etapp” raames.

Hoonete sisekliima parameetrite mõõdistamise tulemused on leitavad siit.

Uuringu “Tartu linna hoonete energiatarbimise ja sisekliima uuringu teine etapp” täielik aruanne on leitav siit.

Jaanus Uiga

Teadus- ja õppehoone renoveerimise tulemustest

Eesti Maaülikooli tehnikainstituudi Tehnikamaja õppehoone renoveerimise valmimisest on nüüdseks möödas üle aasta (laborikorpuse valmimisest juba kolm aastat) ning seega on sobilik aeg, rääkimaks hoonekompleksi välisfassaadi soojustamise ning ventilatsiooni- ja küttesüsteemi uuendamise tulemustest. Ventilatsioonisüsteemi kui seesuguse uuendamisest rääkimine on muidugi väike liialdus, sest töötavat sundventilatsiooni hoonel eelnevalt polnud.

Tehnikamaja, nagu eelnevalt mainitud, koosneb õppehoonest ning laborikorpusest (Kreutzwaldi 56 A- ja B-korpus). Hoonete soojus- ja elektrienergiatarvet mõõdetakse aga ühiselt. Kuivõrd renoveerimisi ei teostatud üheaegselt, on 2012. aasta andmeid mõistlik võrrelda 2008. aasta tarbimisandmetega.

Siinkohal ei ole mõtet välja tuua soojus- ja elektrienergiatarbe vähenemise absoluutnumbreid. Renoveerimise käigus suurenes hoonetekompleksi köetav pind ning uuenes täielikult hoone elektri- ja valgustussüsteem ja sisustus, millega kaasnes ka uute seadmete ning keerulisemate automaatikasüsteemide kasutuselevõtt. Seetõttu ei kajastata käesolevas artiklis üldlevinud energiasäästuprotsente: neid saab lugeda energiatarbe muutuse täielikust ülevaatest, mis nüüdseks Energiaklassi ning Rohelise Ülikooli kodulehel kättesaadavaks tehtud on.

Üldjoontes võib öelda, et soojusenergiatarbe vähenemine köetava pinna kohta 23,5 kW·h/(m2·a) (kraadpäevadega taandatult 45,6 kW·h/(m2·a)) ületab elektrienergia tarbimise kasvu köetava pinna kohta (8,5 kW·h/(m2·a)) nii absoluutväärtuselt kui ka rahalises vääringus. Seega on üldkulud köetava pinna kohta vähenenud ka avatud elektrituru tingimustes. Kogukulude kohta seda kahjuks öelda ei saa.

On paratamatus, et renoveerimisega kaasnevad toimingud nagu sundventilatsioonisüsteemi rakendamine, tagamaks normidekohast õhuvahetust ning rohkemate automaatikasüsteemide kasutuselevõtt, vahendamaks ja muutes sujuvamaks eri süsteemide vahelist koos toimimist. Seega ei tohiks renoveerimisega kaasnevat elektrienergia tarbe kasvu käsitleda kui negatiivset kaasnähtust, vaid kui parendusmeedet parema töökeskkonna loomiseks.

Nüüd tuleb vaid huviga ootama jääda, milliste uuenduslike uurimus- ja teadustöödega Tehnikainstituudi uuenenud õppe- ja laborikorpuses tegema hakatakse.

Ülevaate täisversiooniga saab tutvuda siin.

Jaanus Uiga

Artikkel ilmus Eesti Maaülikooli ajalehes 31.01.2013 (nr 225)