Maža vėjo jėgainė: kiek elektros pagamins

Saulės elektrinės modulius, montavimą ir gamybą pagal miestą bei stogo kryptį skaičiuoja saulės elektrinės skaičiuoklė. Vėjo slėgį stogui ar konstrukcijai – sniego ir vėjo apkrovos skaičiuoklė.

Kaip skaičiuojama

• Vėjo greitis. LHMT stočių 1991–2020 m. vidurkis, matuojamas 10,2 m aukštyje, arba jūsų greitis ir jo aukštis (pvz., iš vėjo atlaso). praktika Lietuvos hidrometeorologijos tarnyba – Standartinė klimato norma 1991–2020 m. – „Vėjo rodikliai“, lentelė „Vėjo greitis, m/s“, stulpelis „Metai“: Lietuva 3,1; Biržai 2,9; Kaunas 3,6; Klaipėda 4,1; Laukuva 3,6; Šiauliai 2,6; Utena 2,2; Vilnius 3,0 m/s. Lietuvos vidurkis skaičiuojamas iš daugiau stočių, nei pateikta lentelėje praktika LHMT – Lietuvos klimato atlasas 1991–2020 m. (2023-12-29, 1.0 versija), 6.3 skyrius „Vėjas“ – „Nuo 1986 m. meteorologijos stotyse suvienodintas vėjo stebėjimų aukštis ir prietaisai įrengiami 10,2 m aukštyje virš Žemės paviršiaus (WMO rekomendacija)“
• Stiebo aukštis ir vietovė. v(h) = v_ref · c_r(h) / c_r(h_ref), c_r(z) = k_r · ln(z/z₀), k_r = 0,19 · (z₀/0,05)^0,07; z₀ ir mažiausias aukštis z_min pagal vietovę – LST EN 1991-1-4 4.3.2 ir 4.1 lentelė. Stoties greitį laikome išmatuotu II vietovėje (laukai, pavienės kliūtys), savą greitį – jėgainės vietovėje; tai ir šio profilio taikymas vidutiniam metiniam greičiui – mūsų prielaida. norma LST EN 1991-1-4:2005+A1:2010 „Eurokodas 1. Poveikiai konstrukcijoms. Vėjo poveikiai“ – 4.3.2 (4.4)–(4.5): c_r(z) = k_r · ln(z/z₀), kai z < z_min, imama z_min; k_r = 0,19 · (z₀/z₀,II)^0,07, z₀,II = 0,05 m; 4.1 lentelė (z₀ / z_min): 0 – jūra ar pajūris prie atviros jūros 0,003 / 1 m; I – ežerai, lygi vietovė be kliūčių 0,01 / 1 m; II – žema augmenija, pavienės kliūtys ne arčiau kaip 20 jų aukščių 0,05 / 2 m; III – kaimai, priemiesčiai, miškas 0,3 / 5 m; IV – ≥ 15 % užstatyta pastatais, aukštesniais nei 15 m, 1,0 / 10 m
• Greičio pasiskirstymas. Rayleigh (Weibull k = 2): F(V) = 1 − exp(−π/4 · (V/V̄)²) – tą patį naudoja sertifikuotų mažų jėgainių metinė gamyba. norma ICC-SWCC sertifikatas SWCC-10-20 – „AWEA Rated Annual Energy“ apibrėžimas – „Estimated annual energy production assuming an average wind speed of 5 m/s (11.2 mph), a Rayleigh wind speed distribution, sea-level air density, and 100% availability“; galios kreivės ataskaitose sumažintos iki „sea level air density of 1.225 kg/m³“
• Metinė gamyba. AEP = 8760 · Σ [F(V_i) − F(V_i−1)] · (P_i−1 + P_i)/2 pagal galios kreivės intervalus; virš paskutinio išmatuoto intervalo galia 0 (mūsų prielaida).
• Savas rotorius. P(v) = Cp · ½ρAv³, ne daugiau kaip vardinė galia, nuo pradinio greičio; ρ = 1,225 kg/m³ – jūros lygio tankis, kuriam perskaičiuotos sertifikuotos kreivės; Cp ≤ 16/27 ≈ 0,593 (Betz riba). geometrija Betz riba (vėjaračio impulso teorija) – rotorius gali paimti ne daugiau kaip 16/27 ≈ 0,593 vėjo srauto galios ½ρAv³; sertifikuotų jėgainių matuoti Cp – iki 0,30 (Excel 10), 0,36 (SD6), 0,29 (Skystream 3.7)
• Panaudos koeficientas. CF = AEP / (vardinė galia · 8760 h).
• Saulė. Tiek pat kWh = AEP / E_y; E_y – PVGIS metinė gamyba kWh/kWp, pietūs 35°, 14 % nuostolių. praktika PVGIS 5.3 (ES Jungtinis tyrimų centras) – PVcalc – 1 kWp, kristalinis Si, sistemos nuostoliai 14 %, pietūs (azimutas 0°), 35°, PVGIS-SARAH3 2005–2023, metinė gamyba E_y, kWh/kWp: Vilnius 979,39; Biržai 988,17; Kaunas 993,66; Klaipėda 1 068,72; Laukuva 996,9; Šiauliai 993,37; Utena 980,82 (miestų centrų koordinatės – mūsų pasirinkimas)

Vidutinis vėjo greitis Lietuvoje

Lietuvos vidurkis skaičiuojamas iš daugiau stočių, nei pateikta lentelėje. Savo sklypo greitį galite paimti iš Global Wind Atlas (pasirinkite tašką ir aukštį) ir įvesti kaip savą greitį.

Sertifikuotos jėgainės

Mūsų skaičiavimas su ta pačia kreive nuo sertifikuotos gamybos skiriasi mažiau kaip 1 %, kai vidutinis greitis 4–5 m/s. Esant stipresniam vėjui SD6 ir Skystream 3.7 mūsų gamyba mažesnė už sertifikuotą, nes virš paskutinio išmatuoto greičio galios neskaičiuojame. gamintojas ICC-SWCC – Wind Resource Skystream 3.7 Summary Report SWCC-10-20 (AWEA 9.1-2009) ir sertifikatas – sertifikatas: rotoriaus skersmuo 3,7 m, šluojamas plotas 10,9 m², didžiausia galia 2 629 W; AWEA Rated Annual Energy @ 5 m/s 3 420 kWh; AWEA Rated Power @ 11 m/s 2,1 kW; Peak Power @ 14 m/s 2,4 kW; 2 lentelė (AEP measured, 1,225 kg/m³): 4 m/s – 1 736, 5 – 3 416, 6 – 5 349, 7 – 7 207, 8 – 8 737 kWh; 5 lentelė – galios kreivė 0,56–16,5 m/s (pvz., 5,00 m/s – 203 W, 10,97 – 2 101 W) gamintojas ICC-SWCC – SD Wind Energy SD6 Summary Report SWCC-11-04 (AWEA 9.1-2009) ir sertifikatas – sertifikatas: rotoriaus skersmuo 5,5 m, šluojamas plotas 23,7 m², Cut-In 2,5 m/s, galios bandymas ant 9 m bokšto; AWEA Rated Annual Energy @ 5 m/s 8 950 kWh; AWEA Rated Power @ 11 m/s 5,2 kW; Peak Power @ 17 m/s 6,1 kW; 2 lentelė (AEP measured, 1,225 kg/m³): 4 m/s – 4 629, 5 – 8 949, 6 – 13 882, 7 – 18 777, 8 – 23 228 kWh; 5 lentelė – galios kreivė 0,56–15,99 m/s (pvz., 4,99 m/s – 485, 10,99 – 5 164). Kreivės stulpelio vienetas ataskaitoje „kW“, bet reikšmės – vatai (6 kW keitiklis, didžiausia galia 6 135 W) – mūsų skaitymas gamintojas Bergey Windpower – Excel 10 SWCC Summary Report (SWCC-10-12, AWEA 9.1-2009) – šluojamas plotas 38,5 m², bandyta ant 30 m bokšto; AWEA Rated Annual Energy @ 5 m/s 13 800 kWh; AWEA Rated Power @ 11 m/s 8,9 kW; Peak Power @ 16,5 m/s 12,6 kW; 2 lentelė (AEP measured, 1,225 kg/m³): 4 m/s – 7 135, 5 – 13 842, 6 – 22 300, 7 – 31 342, 8 – 39 755 kWh; 5 lentelė – galios kreivė 0,5–20,5 m/s kas 0,5 m/s (pvz., 5,0 m/s – 848 W, 11,0 – 8 863 W), didžiausias Cp 0,30. Gamintojo puslapyje: rotoriaus skersmuo 7 m, Cut-in 2,5 m/s, Nominal Power 10 kW @ 12 m/s, Cut-out – None

Leidimai ir atstumai

• Statinio grupė. Vėjo elektrinė nuo 0,5 iki 10 kW – I grupės, daugiau kaip 10 iki 30 kW – II grupės nesudėtingasis statinys. Jos aukštis matuojamas iki bokšto ar stiebo viršaus, be gondolos ir sparnuotės. norma STR 1.01.03:2017 „Statinių ir patalpų klasifikavimas“ (suvestinė nuo 2026-07-09) – 5 priedo 2 lentelės 3.10 eilutė „Vėjo elektrinės“: I grupė – „kai galingumas ≥ 0,5 kW, ≤ 10 kW“, II grupė – „kai galingumas > 10 kW, ≤ 30 kW“; 4.8 p.: vėjo elektrinės aukštis matuojamas nuo žemės paviršiaus iki bokšto ar stiebo aukščiausio taško, neįskaičiuojant gondolos ir sparnuotės aukščio. Nuo 2027-01-01 redakcijoje šios nuostatos nepakitusios
• Iki 30 kW ir 25 m. Mažesnei kaip 30 kW ir ne aukštesnei kaip 25 m su sparnuote jėgainei statybą leidžiančio dokumento nereikia, jei tai neprieštarauja kitiems įstatymams; atstumas iki sklypo ribos turi būti didesnis už didžiausią iš jos ilgio, pločio ar aukščio, o triukšmas ir kita fizikinė tarša kaimynų sklypuose – neviršyti ribinių dydžių. norma Lietuvos Respublikos atsinaujinančių išteklių energetikos įstatymas, 49 straipsnis – 9 d.: mažesnėms kaip 30 kW įrengtosios galios vėjo elektrinėms, kurių aukštis ne didesnis kaip 25 m (matuojant iki aukščiausio konstrukcijų taško, įskaitant ir sparnuotės aukštį), taikomi supaprastinti reikalavimai; 9 d. 2 p.: trumpiausias atstumas iki sklypo ribos turi būti didesnis už įrenginio ilgį, plotį arba aukštį (didžiausią iš jų); joms nereikalingas statybą leidžiantis dokumentas, jeigu tai neprieštarauja Aplinkos apsaugos, Teritorijų planavimo, Statybos, Specialiųjų žemės naudojimo sąlygų ir kitiems įstatymams; gretimuose sklypuose fizikinė tarša turi neviršyti ribinių dydžių; 10 d.: didesnės kaip 30 kW įrengtosios galios vėjo elektrinės – ne arčiau kaip vėjo elektrinės stiebo aukštis × 4 nuo gyvenamųjų, sodo namų ir kitų išvardytų pastatų bei rekreacinių teritorijų (išimtys – 12 d.). Suvestinėse nuo 2026-11-01 ir 2027-01-01 šios dalys nepakitusios
• II grupė mieste. Statybos įstatymas II grupės nesudėtingajam statiniui mieste, saugomose teritorijose ir kultūros paveldo vietovėse reikalauja statybos leidimo – tokiose vietose pasitikrinkite savivaldybėje. norma Lietuvos Respublikos statybos įstatymas, 27 straipsnis – 1 d. 1 p.: leidimas statyti naują statinį reikalingas a) ypatingajam ir neypatingajam statiniui; c) nesudėtingajam II grupės statiniui mieste; d)–f) nesudėtingajam II grupės statiniui saugomose teritorijose, Pasaulio paveldo, kultūros paveldo objekto teritorijoje ar kultūros paveldo vietovėje Pasitikrinti galite ir statybos leidimo skaičiuoklėje.
• Daugiau kaip 30 kW. Iki gyvenamųjų, sodo namų ir kitų įstatyme išvardytų pastatų – ne arčiau kaip 4 stiebo aukščiai, nebent savininkai raštu sutinka. norma Lietuvos Respublikos atsinaujinančių išteklių energetikos įstatymas, 49 straipsnis – 9 d.: mažesnėms kaip 30 kW įrengtosios galios vėjo elektrinėms, kurių aukštis ne didesnis kaip 25 m (matuojant iki aukščiausio konstrukcijų taško, įskaitant ir sparnuotės aukštį), taikomi supaprastinti reikalavimai; 9 d. 2 p.: trumpiausias atstumas iki sklypo ribos turi būti didesnis už įrenginio ilgį, plotį arba aukštį (didžiausią iš jų); joms nereikalingas statybą leidžiantis dokumentas, jeigu tai neprieštarauja Aplinkos apsaugos, Teritorijų planavimo, Statybos, Specialiųjų žemės naudojimo sąlygų ir kitiems įstatymams; gretimuose sklypuose fizikinė tarša turi neviršyti ribinių dydžių; 10 d.: didesnės kaip 30 kW įrengtosios galios vėjo elektrinės – ne arčiau kaip vėjo elektrinės stiebo aukštis × 4 nuo gyvenamųjų, sodo namų ir kitų išvardytų pastatų bei rekreacinių teritorijų (išimtys – 12 d.). Suvestinėse nuo 2026-11-01 ir 2027-01-01 šios dalys nepakitusios

Pavyzdžiai

• SD Wind Energy SD6 ant 15 m stiebo laukuose prie Vilniaus (3 m/s): stebulės aukštyje 3,22 m/s, 2 153 kWh per metus, panaudos koeficientas 4,7 %; tiek pat pagamintų 2,2 kWp saulės elektrinė.
• Pavyzdinė jėgainė – Bergey Excel 10 ant 20 m stiebo laukuose prie Klaipėdos, 10 % prastovų ir nuostolių: stebulės aukštyje 4,62 m/s, 11 056 kWh be nuostolių, 9 951 kWh per metus, panaudos koeficientas 12,8 %; tiek pat pagamintų 9,3 kWp saulės elektrinė Klaipėdoje. Aukščiausias taškas 23,5 m, todėl iki sklypo ribos – daugiau kaip 23,5 m.
• Savas 5 m rotorius, Cp 0,3, 5 kW, nuo 2,5 m/s, toje pačioje vietoje: 1 995 kWh per metus. Skersmuo, Cp ir galia čia – mūsų pavyzdžio prielaida, įveskite savo jėgainės duomenis.

Taip pat žr. namų baterijos skaičiuoklę ir elektros sąnaudų skaičiuoklę.

Šaltiniai

• praktika Lietuvos hidrometeorologijos tarnyba – Standartinė klimato norma 1991–2020 m. – „Vėjo rodikliai“, lentelė „Vėjo greitis, m/s“, stulpelis „Metai“: Lietuva 3,1; Biržai 2,9; Kaunas 3,6; Klaipėda 4,1; Laukuva 3,6; Šiauliai 2,6; Utena 2,2; Vilnius 3,0 m/s. Lietuvos vidurkis skaičiuojamas iš daugiau stočių, nei pateikta lentelėje
• praktika LHMT – Lietuvos klimato atlasas 1991–2020 m. (2023-12-29, 1.0 versija), 6.3 skyrius „Vėjas“ – „Nuo 1986 m. meteorologijos stotyse suvienodintas vėjo stebėjimų aukštis ir prietaisai įrengiami 10,2 m aukštyje virš Žemės paviršiaus (WMO rekomendacija)“
• praktika Global Wind Atlas (DTU ir Pasaulio bankas) – vidutinis vėjo greitis pasirinktame taške ir aukštyje – savo vietos greičiui ir aukščiui įvesti; skaičių iš atlaso mes neperkeliame
• norma LST EN 1991-1-4:2005+A1:2010 „Eurokodas 1. Poveikiai konstrukcijoms. Vėjo poveikiai“ – 4.3.2 (4.4)–(4.5): c_r(z) = k_r · ln(z/z₀), kai z < z_min, imama z_min; k_r = 0,19 · (z₀/z₀,II)^0,07, z₀,II = 0,05 m; 4.1 lentelė (z₀ / z_min): 0 – jūra ar pajūris prie atviros jūros 0,003 / 1 m; I – ežerai, lygi vietovė be kliūčių 0,01 / 1 m; II – žema augmenija, pavienės kliūtys ne arčiau kaip 20 jų aukščių 0,05 / 2 m; III – kaimai, priemiesčiai, miškas 0,3 / 5 m; IV – ≥ 15 % užstatyta pastatais, aukštesniais nei 15 m, 1,0 / 10 m
• gamintojas Bergey Windpower – Excel 10 SWCC Summary Report (SWCC-10-12, AWEA 9.1-2009) – šluojamas plotas 38,5 m², bandyta ant 30 m bokšto; AWEA Rated Annual Energy @ 5 m/s 13 800 kWh; AWEA Rated Power @ 11 m/s 8,9 kW; Peak Power @ 16,5 m/s 12,6 kW; 2 lentelė (AEP measured, 1,225 kg/m³): 4 m/s – 7 135, 5 – 13 842, 6 – 22 300, 7 – 31 342, 8 – 39 755 kWh; 5 lentelė – galios kreivė 0,5–20,5 m/s kas 0,5 m/s (pvz., 5,0 m/s – 848 W, 11,0 – 8 863 W), didžiausias Cp 0,30. Gamintojo puslapyje: rotoriaus skersmuo 7 m, Cut-in 2,5 m/s, Nominal Power 10 kW @ 12 m/s, Cut-out – None
• gamintojas Bergey Windpower – Excel 10 gaminio puslapis – Rotor Diameter 7 m; Cut-in Wind Speed 2,5 m/s; Nominal Power 10 kW @ 12 m/s; AWEA Rated Power 8,9 kW at 11 m/s; Cut-out Wind Speed – None
• gamintojas ICC-SWCC – SD Wind Energy SD6 Summary Report SWCC-11-04 (AWEA 9.1-2009) ir sertifikatas – sertifikatas: rotoriaus skersmuo 5,5 m, šluojamas plotas 23,7 m², Cut-In 2,5 m/s, galios bandymas ant 9 m bokšto; AWEA Rated Annual Energy @ 5 m/s 8 950 kWh; AWEA Rated Power @ 11 m/s 5,2 kW; Peak Power @ 17 m/s 6,1 kW; 2 lentelė (AEP measured, 1,225 kg/m³): 4 m/s – 4 629, 5 – 8 949, 6 – 13 882, 7 – 18 777, 8 – 23 228 kWh; 5 lentelė – galios kreivė 0,56–15,99 m/s (pvz., 4,99 m/s – 485, 10,99 – 5 164). Kreivės stulpelio vienetas ataskaitoje „kW“, bet reikšmės – vatai (6 kW keitiklis, didžiausia galia 6 135 W) – mūsų skaitymas
• gamintojas ICC-SWCC – Wind Resource Skystream 3.7 Summary Report SWCC-10-20 (AWEA 9.1-2009) ir sertifikatas – sertifikatas: rotoriaus skersmuo 3,7 m, šluojamas plotas 10,9 m², didžiausia galia 2 629 W; AWEA Rated Annual Energy @ 5 m/s 3 420 kWh; AWEA Rated Power @ 11 m/s 2,1 kW; Peak Power @ 14 m/s 2,4 kW; 2 lentelė (AEP measured, 1,225 kg/m³): 4 m/s – 1 736, 5 – 3 416, 6 – 5 349, 7 – 7 207, 8 – 8 737 kWh; 5 lentelė – galios kreivė 0,56–16,5 m/s (pvz., 5,00 m/s – 203 W, 10,97 – 2 101 W)
• norma ICC-SWCC sertifikatas SWCC-10-20 – „AWEA Rated Annual Energy“ apibrėžimas – „Estimated annual energy production assuming an average wind speed of 5 m/s (11.2 mph), a Rayleigh wind speed distribution, sea-level air density, and 100% availability“; galios kreivės ataskaitose sumažintos iki „sea level air density of 1.225 kg/m³“
• geometrija Betz riba (vėjaračio impulso teorija) – rotorius gali paimti ne daugiau kaip 16/27 ≈ 0,593 vėjo srauto galios ½ρAv³; sertifikuotų jėgainių matuoti Cp – iki 0,30 (Excel 10), 0,36 (SD6), 0,29 (Skystream 3.7)
• norma STR 1.01.03:2017 „Statinių ir patalpų klasifikavimas“ (suvestinė nuo 2026-07-09) – 5 priedo 2 lentelės 3.10 eilutė „Vėjo elektrinės“: I grupė – „kai galingumas ≥ 0,5 kW, ≤ 10 kW“, II grupė – „kai galingumas > 10 kW, ≤ 30 kW“; 4.8 p.: vėjo elektrinės aukštis matuojamas nuo žemės paviršiaus iki bokšto ar stiebo aukščiausio taško, neįskaičiuojant gondolos ir sparnuotės aukščio. Nuo 2027-01-01 redakcijoje šios nuostatos nepakitusios
• norma Lietuvos Respublikos atsinaujinančių išteklių energetikos įstatymas, 49 straipsnis – 9 d.: mažesnėms kaip 30 kW įrengtosios galios vėjo elektrinėms, kurių aukštis ne didesnis kaip 25 m (matuojant iki aukščiausio konstrukcijų taško, įskaitant ir sparnuotės aukštį), taikomi supaprastinti reikalavimai; 9 d. 2 p.: trumpiausias atstumas iki sklypo ribos turi būti didesnis už įrenginio ilgį, plotį arba aukštį (didžiausią iš jų); joms nereikalingas statybą leidžiantis dokumentas, jeigu tai neprieštarauja Aplinkos apsaugos, Teritorijų planavimo, Statybos, Specialiųjų žemės naudojimo sąlygų ir kitiems įstatymams; gretimuose sklypuose fizikinė tarša turi neviršyti ribinių dydžių; 10 d.: didesnės kaip 30 kW įrengtosios galios vėjo elektrinės – ne arčiau kaip vėjo elektrinės stiebo aukštis × 4 nuo gyvenamųjų, sodo namų ir kitų išvardytų pastatų bei rekreacinių teritorijų (išimtys – 12 d.). Suvestinėse nuo 2026-11-01 ir 2027-01-01 šios dalys nepakitusios
• norma Lietuvos Respublikos statybos įstatymas, 27 straipsnis – 1 d. 1 p.: leidimas statyti naują statinį reikalingas a) ypatingajam ir neypatingajam statiniui; c) nesudėtingajam II grupės statiniui mieste; d)–f) nesudėtingajam II grupės statiniui saugomose teritorijose, Pasaulio paveldo, kultūros paveldo objekto teritorijoje ar kultūros paveldo vietovėje
• praktika PVGIS 5.3 (ES Jungtinis tyrimų centras) – PVcalc – 1 kWp, kristalinis Si, sistemos nuostoliai 14 %, pietūs (azimutas 0°), 35°, PVGIS-SARAH3 2005–2023, metinė gamyba E_y, kWh/kWp: Vilnius 979,39; Biržai 988,17; Kaunas 993,66; Klaipėda 1 068,72; Laukuva 996,9; Šiauliai 993,37; Utena 980,82 (miestų centrų koordinatės – mūsų pasirinkimas)
• praktika Mūsų prielaidos – LHMT stoties greitis laikomas išmatuotu II vietovėje (z₀ = 0,05 m), savas greitis – jėgainės vietovėje; LST EN 1991-1-4 profilis c_r(z) taikomas vidutiniam metiniam greičiui, nors norma jį skiria vėjo apkrovoms; vėjo greičio pasiskirstymas – Rayleigh (k = 2), nors tikrasis gali skirtis; virš paskutinio išmatuoto galios kreivės intervalo galia lygi 0; oro tankis 1,225 kg/m³ – jūros lygio vertė, kuriai perskaičiuotos sertifikuotos galios kreivės; savo rotoriui jėgainė neišsijungia stipriame vėjuje ir laikosi vardinės galios iki 30 m/s; numatytas savo rotoriaus skersmuo 5 m ir vardinė galia 5 kW; Lietuvos vidurkiui saulės gamyba – Vilniaus PVGIS; leidimų lentelėje galingumas – gamintojo vardinė galia (AWEA @ 11 m/s), stiebo aukštis – stebulės aukštis, aukščiausias taškas – stebulės aukštis + pusė skersmens

Dažni klausimai