Ülevaade
 |
Eestis on palju hõreda asustusega tuuliseid alasid, kuhu tasub tuulegeneraatoreid püstitada. Tänapäeva tuulikud on kõrge töökindluse ja äärmiselt madala süsinikujalajäljega. Tuulikute puhul saab rääkida vibratsioonist, aga sellisest, mida inimene tavaolukorras ei taju - see sumbub kiiresti ega oma kahjulikku mõju inimesele endale, tema varale ega koduloomadele. Teemat selgitab Jüri Joller, PhD, volitatud elektriinsener.
|
Inimkond tarbib ressursse mõõdutundeta ja saastab keskmiselt kaks korda rohkem, kui loodus võimaldab. Seda maailmas keskmiselt, Eestis on see näitaja elaniku kohta koguni üle viie! Seega peame oma tarbimist ja saastamist eelkõige energeetikas kiiresti vähendama. Tuulikute planeerimisel kohtab aga sageli elanike vastuseisu, viidatakse erinevatele mõjudele, muuhulgas tuulikute võimalikule vibratsioonile, millest teatakse üsna vähe. Kuna olen oma töös elektriinsenerina tuulikute juhtsüsteeme ja vibratsiooni valvet arendanud, siis püüan seda teemat siinkohal selgitada.
Mis põhjustab vibratsiooni ja kuidas see levib?
Tuulikute vibratsiooni põhjustavad peamiselt aerodünaamilised ja mehaanilised tegurid: tiivikulabade liikumine ebaühtlases õhuvoolus, labade tasakaalustamatus, generaatori ja ülekande töö ning masti mehaaniline resonants. Masti kaudu kanduvad võnked vundamendile ja sealt maapinda.
Tuuliku vibratsioonisagedus on tagasihoidlik - peamiselt vahemikus 0,1 – 20 Hz, mis jääb allapoole inimese kuuldeläve. Need võnked on enamasti väga väikese amplituudi, kiiruse ja kiirendusega ning pole seetõttu inimesele kuidagi ohtlikud. Tuulikute juhtsüsteemis on alati vibratsiooniandurid ja tiivik seisatakse ülemäärase võnkumise korral koheselt avarii vältimiseks.
Maapinna vibratsiooni saab mõõta, selleks kasutatakse kiirendusandureid või seismomeetrit, mis registreerivad ka ülimalt nõrku maapinna võnkumisi. Vibratsioon sumbub kauguse suurenedes, aga see sõltub sagedusest. Erinevad uuringud ja modelleerimised näitavad, et suurel tuulekiirusel töötades tuulikumastist 10 meetri kaugusel on maapinna vibratsioonikiiruse tase 100 – 600 mikromeetrit sekundis (μm/s), kuid sõltuvalt pinnasest hiljemalt juba 200 meetri kaugusel väheneb see alla inimese tajuläve ja elamute piirväärtuse - umbes 100 mikromeetri juurde sekundis (μm/s). See on omakorda oluliselt nõrgem kuni ühe magnituudistest (u 30 – 100 μm/s) mikromaavärinatest, mida inimene tavaliselt isegi ei märka.
Millist vibratsiooni inimene tajub?
Tajulävi sõltub sagedusest, kuid inimese tundlikkus tuulikute peamiselt alla 4 hertsi jäävale maapinna vibratsioonile on nõrk. Paremini tajutakse sagedust, mis jääb 8 – 10 hertsist kõrgemale. Vibratsiooni levik ja sumbumine sõltub siiski tugevasti ka pinnasest ja maa-alustest objektidest. Leidub viiteid, et tundlikum inimene võib tajuda vibratsiooni mõju, kui ta elab võimsale mitme-megavatisele tuulikule lähemal kui kilomeeter. Saksamaal Baieri liidumaal on seetõttu nõutud, et tuuliku kaugus elamutest peaks olema vähemalt kümnekordne tuuliku üldkõrgusega võrreldes. Kui elamud on lähemal, tuleks tuuliku vibratsiooni summutada, seda saab teha aktiivjuhtimissüsteemiga, amortisaatoritega, pehme vahekihiga vundamendi ümber või muul viisil. Kui vibratsiooni norme elamus ületatakse ja see häirib, siis tuleb kokku leppida tuuliku talumise kompensatsioonis või leida viis vibratsiooni summutamiseks.
Kuidas elusloodus kohaneb tuulikutega?
Mõned loomad, näiteks koerad, on nõrkade maavärinate või nendele eelnevate helide suhtes inimesest tundlikumad. Siiski näited, kus osad loomad, linnud või vihmaussid tuulikutest eemale hoiavad, on pigem seotud ehitusmüraga, vahest ka tiivikulabade liikumise helide või valguse vilkumisega, mitte maapinna vibratsiooniga.
Loodus ei ole staatiline - paljud loomaliigid kohanevad uute tingimustega, eriti kui tuulikute lähedus ei tähenda neile vahetut ohtu. Mitmed linnud pesitsevad ja väikeloomad elutsevad tänaseks edukalt isegi suurtes linnades, mis on küll suure müra- ja valgusreostusega keskkonnad, kuid kus neil puuduvad paljud looduslikud ohud. Osad loomad võivad alguses küll tuuleparke vältida, kuid kohanevad pikkamööda pärast ehitustöödest tingitud suurema häirimise lõppu.
Tuulikute keskkonnamõjusid tuleb kahtlemata hinnata ja arvestada, kuid vibratsiooni probleeme ei tohiks üle hinnata. Tuulikute vibratsioon ei ole tavaolukorras tajutav. See sumbub maapinnas kiiresti ja ei tohiks kuidagi kahjulikult mõjutada inimesi, vara ega koduloomi. Vibratsiooni mured ei peaks tuuliku planeerimist takistama, aga seda eeldusel, et on tagatud piisav vahemaa elamuteni või on loodud tõhus vibratsiooni summutus. Loodus – kui sellele jäetakse aega ja ruumi – kohaneb, samuti harjuvad inimesed. Lisaks saab kokku leppida tuuliku talumise tasus või kaasata elanikke omanike ringi. Aeg on suunata arutelud sellele, kuidas tuulikute kasutuselevõttu targalt ja kiiresti ellu viia, et saada süsinikuneutralseks riigiks.