Lisa 2- Kräsuli saare tuuleenergeetika eksperthinnang

2

SISUKORD 1. Lähteülesanne .............................................................................................................................. 3

1.1. Situatsiooni kirjeldus ............................................................................................................ 4

1.2. Hoonete võimalik elektrienergia tarbimine .......................................................................... 5

1.3. Transpordivahendite võimalik elektrienergia tarbimine ....................................................... 6

1.4. Elektrienergia tootmine ........................................................................................................ 7

1.5. Ruhnu saare kogemus ........................................................................................................... 9

1.6. Kesselaiu kogemus ............................................................................................................... 9

2. Kokkuvõte ................................................................................................................................. 10

LISAD ........................................................................................................................................... 11

Lisa 1. Koormusgraafiku sisend ................................................................................................ 11

Lisa 2. 30 kW tuuliku võimsuskõver ......................................................................................... 11

Lisa 3. Lauri Ulm CV (inglise keeles) ....................................................................................... 12

3

1. LÄHTEÜLESANNE

Viimsi vallavalitusele (edaspidi VV) esitati projekteerimistingimuste taotlus, mille kohaselt on

taotleja soov püstitada Kräsuli saarele, Pendikse maaüksusele ranna- ja kaldakaitsevööndisse

tuulegeneraator võimsusega 900 kW, mille kõrgus maapinnast on 75 m ja rootori diameeter 58 m.

Tulenevalt looduskaitseseaduse § 38 lg 4 p 9 on ranna ja kaldakaitsevööndisse lubatud rajada

erandina tehnovõrke ja -rajatisi ainult olemasolevate ehitiste tarbeks. Olemasolevate ehitistena

tuleb arvestada ehitistega, mis on saare peal juba olemas ning lisaks ka ajalooliste

vundamentidega, mille peale on võimalik taastada vanad hooned eelnevas mahus.

Viimsi vallavalitusel on otsuse tegemiseks vaja saada eksperthinnang, kus on välja toodud:

 milline on Viimsi vallas, Rohuneeme külas asuva Kräsuli saare kogu saare tarbeks

vajaminev elektrienergia kogus, arvestades saarel asuvaid ehitisi ja nende elektrienergia

tarbimist ning olemasolevaid ajalooliste hoonete vundamente ning nendele taastavate

hoonete hinnangulist elektrienergia tarbimisvajadust.

 analüüs ja andmed selle kohta, milline peab olema Kräsuli saarele püstitatava

tuulegeneraatori parameetrid - kõrgus, võimsus, rootori ja labade diameeter jms, et tagada

tuuleenergiast toodetud elektriga kogu saare elektrienergia vajadus arvestades tuuliku

asukohta, olemasolevaid ehitisi ja võimalikke taastatavaid hooneid.

4

1.1. Situatsiooni kirjeldus

Kräsuli saarel on 3 elamut, 2 abihoonet, kasvuhoone ja sadamarajatis (muul, sadamakai). Lisaks

on olemas 6 abihoone vundamendid, kuhu on võimalik hooned taastada. Vastavalt VV esitatud

andmetele oli 2023. aastal kogu Kräsuli saare elektrienergia tarbimine 4 009 kWh, mis jaotub

ühtlaselt kuude vahel. Vastavalt VV esitatud informatsioonile on Kräsuli saare hooned plaanis

tulevikus üle viia elektriküttele ning samuti võtta kasutusele elektrienergial töötavaid aluseid.

Kräsuli saar on ühendatud jaotusvõrguga Imatra AS elektrivõrgu kaudu ehk saarel on olemas püsiv

ühendus elektrivõrguga. On olemas informatsioon peakaitsmete kohta Kräsuli saarel, sh võimalike

abihoonete peakaitsmete osas. Üldjuhul on kinnistul üks liitumispunkt1 ehk peakaitse hoonete

kaupa ei oma tähendust. Peakaitse määrab milline on võimalik maksimaalne tipukoormus ehk

võimalik elektriseadmete üheaegne kasutus ning kui peakaitse pole väga väike (20A või väiksem

eramu puhul), siis üldjuhul ei oma peakaitse mõju tarbimisele (tarbijal on iga ajahetk võimalik

tööle panna kõik seadmed, mis soovib). Sama loogika kehtib näiteks laadimistaristule, ehk

laadimisvõimsus määrab kui kiiresti näiteks elektriauto või ka elektriga töötav veesõiduki aku täis

laetakse, aga ei suurenda elektrienergia tarbimist.

Joonis 1. Kräsuli saar

Allikas: Maa-amet, 2024

1 Imatra Elekter AS liitumistingimused p 4.9 https://imatraelekter.ee/media/IE-liitumistingimused_18.05.23-1.pdf

5

1.2. Hoonete võimalik elektrienergia tarbimine

Eksperthinnangu eesmärk on leida milline võiks olla sobiva elektrituuliku parameetrid kogu

Kräsuli saare elektrienergia tarbimisvajaduse rahuldamiseks. Kuna antud ülesande lahendamiseks

praeguses etapis, sh tuuliku valimiseks tuleb teha väga palju üldistusi, siis on mõistlik hinnata

võimaliku elektritarbimist samuti väga üldisel tasemel.

Kräsuli saare eluhoonete võimaliku elektrienergia tarbimise arvutamiseks arvestame eeldusega, et

eluhoonete aastane energiavajadus on 250 kWh/(m2a), mis vastab energiaklassile E. Tallinna

Tehnikaülikooli koostatud aruande „Hoonete arvutuslike energiamärgiste vastavus tegelikule

tarbimisele“ lõpparuande2 järgi vastab 76% olemasolevatest hoonetest E või paremale

energiatõhususeklassile. Antud arvutustes võetakse aluseks ehitusalune pind, mis on ca 10-30%

suurem võrreldes köetava pinnaga, mis on aluseks energiakasutuse määramisel. Seega tinglikult

võib antud juhul ehitusaluse pinna järgi leitud energiavajaduse lugeda energiatõhususeklassiks F

(Tallinna Tehnikaülikooli töö alusel vastab vähemalt 94% hoonetest energiatõhususeklassile F).

Antud juhul on eeldatud otse elektrikütet ehk kui kasutusele võtta soojuspumbad, väheneks

elektrienergia vajadus oluliselt. Kokkuvõttes antud metoodika alusel leitud eluhoonete võimalik

elektrienergia tarbimine pigem ülehindab hoonete reaalset elektrienergia vajadust.

Abihoonete (näiteks kuur, garaaž, saun jm) on eeldatud 10% energiavajadust võrreldes eluhoonega

ehk 25 kWh/(m2a) ehitusalusest pinnast, kuna üldjuhul on hooned kütteta ja ajutise elektrienergia

vajadusega (valgustus, saun). Väikesadamal hooned puuduvad, kuid arvestatud on võimalusega,

et paadid hakkavad kasutama kaldaelektrit ning alale paigutatakse valgustus. Kasvuhoonele on

rakendatud sarnaselt hoonega 250 kWh/(m2a) kordajat arvestades võimalusega, et soovitakse

hoida kõrgemat temperatuuri aastaläbi. Saadud tulemused on toodud Tabelis 1, mille alusel

Kräsuli saare hoonete aastane elektrienergia vajadus võiks olla kuni 61 992 kWh ehk ca 62

MWh, mis on üle 15 korra rohkem kui praegune kogu elektrienergia tarbimine saarel.

2 https://kredex.ee/sites/default/files/2022- 08/Hoonete%20arvutuslike%20energiama%CC%88rgiste%20vastavus%20tegelikule%20tarbimisele%20uuring.pdf

6

Tabel 1. Hoonete võimalik teoreetiline elektrienergia tarbimine

Asukoht Ehi s Ehitusalune pind Elektrienergia tarbimine kWh/(m2*a)

Aastatarbimine, kWh

Kaasiku Üksikelamu 70 250 17 500 Kaasiku Garaaž 137,1 25 3 428 Kaasiku Abihoone 14,4 25 360 Kaasiku Abihoone 60,7 25 1 518 Pendikse Abihoone - vundament 74 25 1 850 Pendikse Abihoone - vundament 67 25 1 675 Nõmme Abihoone - vundament 54 25 1 350 Männiku Väikesadam 3552 1 3 552 Männiku Elamu 42,3 250 10 575 Männiku Garaaž 62,4 25 1 560 Männiku Abihoone - vundament 70 25 1 750 Männiku Abihoone - vundament 94 25 2 350 Männiku Kasvuhoone 13,6 250 3 400 Männiku Abihoone - vundament 101 25 2 525 Nõmmemaja Elamu 34,4 250 8 600 Kokku, kWh 61 992

1.3. Transpordivahendite võimalik elektrienergia tarbimine

VV esitatud info alusel on Kräsuli saare elanikel soov saare hoolduseks kasutatav tehnika (UTV,

traktor, niiduk) viia üle roheenergiale. Lisaks soovitakse kasutusele võtta mandril käimiseks

elektrienergial töötavad alused. Saare elanike käsutuses on Alunaut AC-14 (2tk) alust, Buster-S,

Hivus-10 ja merelaev Laine. Kräsuli saarelt mandrile on ca 3 km.

Alunaut AC-14 või Buster-S bensiinimootoritega alustel on võimalik kasutusele võtta

elektrimootorid. Näiteks Torqeedo Cruise 12.0 RS TorqLink3 võiks pakkuda alternatiivi 25 HP

võimsusega bensiinimootorile. Antud mootor suudab töötada ca 12 kW võimsusega, mis võiks

tagada vähemalt 20 km/h kiiruse ehk 3 km läbimiseks kulub ca 10 minutit (1/6 tundi). Seega ühe

3 km sõidu energiakulu on 12 * 1/6 = 2 kWh. Kui päevas tehakse 2 sõitu mandrile (edasi-tagasi,

kokku 4 sõitu) ning seda 200 päeva jooksul aastas, siis oleks elektrienergia tarbimine aastas

2*2*2*200 = 1 600 kWh.

Lisaks on saarel kasutusel hõljuk Hivus-104, mille tavapärane kiirus on 50 km/h ning antud kiirusel

kütusekulu ca 20 l/h. Seega Hivus-10 kulub mandrile sõitmiseks ca 4 minutit, mille jooksul kulub

3 https://www.torqeedo.com/en/products/outboards/cruise/cruise-12.0-rs-torqlink/1280-00.html 4 http://www.baikalex.com/transportation/hivus.html

7

ca 1,5 l kütust. Diisli energiatihedus on ca 10 kWh/l ning diiselmootori efektiivsus on ca 35% ehk

energiakulu on ca 5,25 kWh. Kuna elektrimootori efektiivsus on ca 90%, siis on ühe 3 km otsa

elektrienergia vajadus ca 6 kWh. Eeldusel, et hõljukiga tehakse aastas 2 sõitu mandrile (edasi-

tagasi, kokku 4 sõitu) ning seda 100 päeva jooksul aastas, siis oleks elektrienergia tarbimine aastas

6*2*2*100 = 2 400 kWh.

Kasutusele on võimalik võtta elektriline murutraktor, näiteks Cub Cadet XT2 ES107, millel on 60

Ah 56 V aku (60*56 = 3,36 kWh) ning tööaeg 90 minutit, peale mida on vajalik 4 tundi laadida.

Seega oleks teoreetiliselt võimalik ühes päevas muru niita kuni 3 tundi, milleks kuluks

elektrienergiat (arvestades laadimise efektiivsusega 90%) umbes 7,5 kWh. Antud ajaga saab

näitena toodud murutraktoriga niita ca 2,4 hektarit, mis võiks olla piisav terve saare vajaduse

täitmiseks. Arvestades niitmisega iga nädal 6 kuu jooksul oleks kordade arv 24 ehk elektrienergia

kulu 180 kWh.

Kokkuvõttes on elektrisõidukite, töövahendite, niidukite jne elektrienergia kulu suhteliselt

marginaalne. Eeldades kõikide transpordivahendite ja töövahendite elektrienergia tarbimiseks

kuni 5 000 kWh/aastas peaks olema see piisav Kräsuli saare vajadusteks.

1.4. Elektrienergia tootmine

Mikrovõrkude arendamiseks ja optimaalse lahenduse arvutamiseks on levinud kasutada

programmi Homer Pro5, mille abil on võimalik luua stsenaariume ja leida optimaalseim lahendus.

Programm sobib nii võrgust eraldatud mikrovõrkude, kui ka võrguga ühendatud võrkude

kalkuleerimiseks.

Homer Pro sisendiks on määratud aastane elektrienergia tarbimine 67 MWh, arvestades

„Commercial“ tüüpkoormusgraafikut.

Tuulekiiruse jaotuskõvera leidmiseks Kräsuli saarel kasutab Homer Pro NASA POWER

tuulekiiruste andmebaasi, mis annab 30 aasta ajaloolise tuulekiiruse statistika. Kräsuli saare aasta

keskmine tuulekiirus 10 m kõrgusel maapinnast on andmebaasi alusel 7,02 m/s, mis senise

kogemuse põhjal võiks olla korrektne. Konservatiivsuse lisamiseks arvutustes vähendati aastane

keskmine tuulekiirus 6,0 m/s peale.

Sobivaima tuuliku tüübi valimiseks analüüsiti Tabelis 2 toodud tuulikute tüüpe.

5 https://homerenergy.com/

8

Tabel 2. Analüüsitud tuulikute tüübid

Nr Tuuliku tüüp Võimsus, kW Torni kõrgus Laba diameeter 1 Tuge 10 10 18 10 2 Eocycle EO25 30 23 16 3 Tuge 50 50 36 16 4 Northern Power NPS100C-21 100 29 21 5 EWT DW 61 900 75 61

Analüüsitud tuulikutest on stsenaarium 5 sarnane tuuliku tüübile, mida VV põhjal on Kräsuli saare

elanikel soov püstitada.

Tabel 3. Erinevate tuulikutega tootmise tulemused

Nr Tuuliku tüüp

Aastane toodang, kWh

Aastane toodang tarbimisest

Võrgust ostmise vajadus

1 Tuge 10 34 920 52% 48% 2 Eocycle EO25 (30 kW) 115 614 173% 13% 3 Tuge 50 175 705 262% 8% 4 Northen Power NPS100C-21 291 293 435% 4% 5 EWT DW 61 3 277 115 4892% 0%

Saadud tulemused on toodud Tabelis 3. Analüüsi põhjal selgub, et stsenaarium 5 ehk 900 kW tuulik

toodaks aastas 3 277 MWh elektrienergiat, mis on ca 49 korda rohkem kui teoreetiline aastane

Kräsuli saare tarbimisvajadus (67 MWh). Võrreldes praeguse aastase elektritarbimisega (4 MWh)

on vahe 820 kordne. Kuna tuul on varieeruv tootmisallikas, siis ei saa eeldada, et koguaeg on

elektrienergia tuulikust olemas. Hoolimata sellest arvutuslikult 900 kW tuuliku püstitamisel

suudetakse 99,9% ajast täita Kräsuli saare tarbimisvajadust, kuna tuulik ise on niivõrd oluliselt

üledimensioneeritud, ning saare vajaduse täitmiseks on vajalik väga väikene tuulekiirus.

Püstitades 10 kW tuuliku oleks aastane elektrienergia toodang ca 35 MWh, mis on ca 52%

eelduslikust aastasest võimalikust tarbimisest. 30 kW tuuliku korral on eelduslik toodang ca 115

MWh, mis on 73% rohkem kui Kräsuli saare enda vajadus. 30 kW tuuliku püstitamisel tekib

vajadus umbes 13% elektrienergiast osta võrgust, kuna tuult koguaeg ei ole. Selleks, et võrgust

tarbimine viia ca 1% juurde tuleks täiendavalt paigaldada ca 250 kWh akupank või samas

suurusjärgus PV park. Võimalik on ka nende kombinatsioon. Ülejäänud tuulikud 50 kW ja 100

kW toodavad juba kordades rohkem kui Kräsuli saare enda vajadus. Kuna Kräsuli saar ei ole

võrgust lahti ühendatud, siis puudub otsene vajadus ja otstarbekus tagada, et võrgust tarbimist ei

toimuks.

9

Kokkuvõttes Kräsuli saare potentsiaalse aastase elektrienergia tarbimise katmiseks

tuulikuga piisab ca 20-30 kW tuulikust, mille torni kõrgus on 20-25 m ja laba diameeter ca

16 m. Kui eesmärk on võrgust võimalikult vähe elektrienergiat tarbida, siis tuleks lisada ca

200-250 kWh akupank, PV lahendus või nende kombinatsioon.

1.5. Ruhnu saare kogemus

Ruhnu saarel elab 166 inimest ning pindala on 1 190 hektarit (Kräsuli saare pindala on 16,9

hektarit). Ajalooliselt toodeti Ruhnu saarel elektrienergiat diiselgeneraatoriga ning mõningal

määral tuulikutega, kuna saar ei ole ühendatud elektrivõrguga. Alates 2018. aastast kasutab saar

moodsaid taastuvenergia lahendusi, mis koosneb TUGE 50 elektrituulikust (50 kW), 160 kW

päikesepaneelidest, 222 kWh akupangast ja biodiislil töötavast diiselgeneraatorist. Ruhnu aastane

elektrienergia tarbimine on ca 500-600 MWh ning taastuvenergia kohapeal tootmine annab sellest

umbes poole.

1.6. Kesselaiu kogemus

Kesselaid asub mandri ja Muhu saare vahel ning on ca 175 hektarilise pindalaga. Kesselaiu

elektrivarustust on lahendatud etappide kaupa ning algas juba 2012 aastal. Esimeses etapis rajati

Kesselaiule kaks bensiinigeneraatorit, päikesepaneelid, väiketuulik ja akud. Osad süsteemid ehitati

käepärastest vahenditest (autoakudest akupank) ja on osutunud mitte kõige töökindlamaks.

Praeguseks on süsteemid kaasajastatud. Kesselaiul on kaks hoonete gruppi, mis mõlemad on

autonoomsed üksteisest.

Praeguseks on Kesselaiule ehitatud:

 2x5 kW tuulegeneraator;

 16 kW + 3,3 kW päikesepaneelid;

 2X5,5 kW bensiinigeneraator;

 100 kWh + 72 kWh akupank.

Kesselaiu aastane elektrienergia tarbimine ei ole teada.

10

2. KOKKUVÕTE

Viimsi vallavalitsusele esitati taotlus püstitada Kräsuli saarele 900 kW võimsusega

tuulegeneraator, mille kõrgus on 75 m ja rootori diameeter 58 m. Looduskaitseseaduse kohaselt on

ranna- ja kaldakaitsevööndisse tehnorajatiste rajamine lubatud ainult olemasolevate ehitiste

tarbeks. Seetõttu oli vaja hinnata Kräsuli saare elektrienergia vajadust ja määrata milline võiks olla

sobivate parameetritega tuulegeneraator.

Elektritarbimise prognoos:

Eluhoonete aastane energiavajadus on hinnanguliselt 250 kWh/m², mis teeb hoonete võimalikuks

aastaseks elektritarbimiseks kuni 62 MWh. Transpordivahendite (elektrilised paadid, murutraktor)

aastane tarbimine oleks umbes 5 MWh. Seega võiks saare kogutarbimine olla umbes 67 MWh

aastas.

Tuuleenergia tootmine:

Analüüsiti erinevaid tuulikuid (10 kW kuni 900 kW):

 10 kW tuulik kataks 52% saare tarbimisest.

 30 kW tuulik toodaks 173% vajalikust energiast.

 900 kW tuulik toodaks üle 3 277 MWh, mis on ca 49 korda suurem kui saare teoreetiline

tuleviku vajadus. Võrreldes praeguse vajadusega on vahe 820 kordne.

Optimaalne oleks 20-30 kW tuulik kõrgusega 20-25 m ja rootori diameetriga umbes 16 m.

Võrgust sõltuvuse vähendamiseks võiks lisada 250 kWh akupanga või päikesepaneelid.

Järeldus:

Kräsuli saare aastase elektrivajaduse katmiseks piisab 20-30 kW tuulikust koos võimaliku energia

salvestusega. 900 kW tuuliku püstitamine oleks ülemäärane, tootes oluliselt rohkem energiat kui

saar vajab. Soovitatav on kaaluda väiksemat tuulikut koos akupanga või päikesepaneelidega, et

tagada saare energiavajadus ja vähendada võrgust tarbimist.

11

LISAD

Lisa 1. Koormusgraafiku sisend

Lisa 2. 30 kW tuuliku võimsuskõver

1/2

Lauri Ulm - CV Tallinn, Estonia

E-mail: [email protected]

Mob nr: +372 52 09 295

LinkedIn (https://www.linkedin.com/in/lauri-ulm/)

Professional profile

Optimistic, outstanding, and ambitious renewable development team leader with over 12 years of experience in renewables. Enjoys

execution of large-scale projects out of the comfort zone. Experienced in M&A, project development, procurement, contracts etc. which has

resulted in multiple renewable projects which are now under construction. Has been recognized by the employer with a performer of a year

acknowledgement. Believes in lifelong education which has resulted in two master’s degrees, one in technical field – Electrical Power

Engineering, and other in business – MBA. Currently pursuing PhD degree from TalTech University. To develop variety of competences has

passed multiple training and personal development programs and co-operated with mentor.

Work experience

Chief Technology Officer, Rail Baltic Estonia 11.2024 –

Responsible for leading the team who is responsible for assuring the execution of the project, compliance of the

project, procurements etc.

Head of Wind Developments, Enefit Green AS 01.2021 – 10.2024

Responsible for leading the team who is responsible for all the wind developments of Enefit Green AS. In 2021 and in

the beginning of 2022 me and my team managed to make investment decisions for 2 wind parks in Lithuania, 1 in

Estonia and 1 in Finland with total capacity over 200 MW.

Head of Onshore Wind Developments, Eesti Energia AS 01.2017 – 12.2020

Responsible for wind development team from Estonia, Latvia and Lithuania. During that period Tolpanvaara project

was acquired and acquisition of Purtse project started.

Senior Project Manager, Eesti Energia AS 12.2015 -12.2016

The focus was set to lead a team to execute the largest onshore project in Baltic countries on that time – Tootsi.

Unfortunately, the process was stopped when the project was stuck in court appeals.

Head of Analysis and Project management department Renewable business unit, Eesti Energia AS 12.2014 -12.2015

Leading the development team to find new opportunities for construction of Co-generation plants, hydro plants and

wind parks.

Renewable Energy Development Manager, Eesti Energia AS 07.2012 -11.2014

Development of wind parks, for example Tootsi and Liivi Bay offshore wind park.

Network Analyst, Elektrilevi OÜ 09.2010 -07.2012

Working out principles of technological solutions. Also determining where to invest, how to benefit most taken into

account the constrains and what does it affect and mean for the company (goals).

Eletricity Network Designer, Eesti Energia Võrguehitus AS 06.2007 -09.2010

Designing network (finding the optimum solution, making calculation, drawing it to Autocad), negotiating with

landowners, interacting with local governments to get permit for construction.

Education

Doctor of Philosophy (PhD), Tallinn University of Technology

Doctoral studies related to wind parks, integration to the power grid, power forecasting and forecasting error.

2013 -

2/2

Strategic management (Master) - Aalto University School of Science

Exchange studies for 1 semester

2012 - 2012

Master of Business Administration - MBA (Masters’ degree). Tallinn University of Technology

Cum Laude

2010 - 2013

Master in Electrical Power Engineering. Tallinn University of Technology

2008 - 2010

Bachelor in Electrical Power Engineering. Tallinn University of Technology 2005 - 2008

You don't often get email from [email protected]. Learn why this is important

Tere Edastan Teile ehitusseadustiku § 31 lõike 2 ja 4 kohaselt arvamuse avaldamiseks/kooskõlastamiseks eelnõu, millega on määratud projekteerimistingimused Viimsi vallas, Rohuneeme külas, Pendikse katastriüksusele tuulegeneraatori ja elektri maakaabliliini kavandamise ehitusprojekti koostamiseks. Palun esitada seisukoht eelnõule 10 päeva jooksul, s. o hiljemalt 16.12.2024 e-posti aadressile [email protected]. Lugupidamisega Raido Kübarsepp tehnovõrkude vanemspetsialist ehitus- ja kommunaalosakond Viimsi vallavalitsus +372 602 8830, GSM 5685 4616 www.viimsi.ee

From: "Raido Kübarsepp" <[email protected]> Sent: 06/12/2024 09:20:26 To: "RMK" <[email protected]> Cc: Subject: Projekteerimistingimuste eelnõu, Kräsuli saarele tuuliku püstitamiseks