Tuulivoima. Energiaomavaraisuusiltapäivä Katja Hynynen

Transkriptio

1

2 Tuulivoima Energiaomavaraisuusiltapäivä Katja Hynynen

3 Mitä on tuulivoima? Tuulen liike-energia muutetaan toiseen muotoon, esim. sähköksi. Kuva: Windmill_in_Retz.jpg Kuva: rs-windmill/ Kuva:

4 Teollinen tuulivoima Suomessa Vuoden 2013 loppuun mennessä Suomessa oli rakennettuna 211 tuulivoimalaa, joiden teho yhteensä 448 MW. Julkaistuja tuulivoimahankkeita oli toukokuun 2014 loppuun mennessä yli MW edestä. Keskittynyt rannikolle, laajenemassa sisämaahan. Kuva:

5 Missä Suomessa tuulee? Keskituulennopeus 50 m ja 100 m korkeudessa Kuvat. Suomen tuuliatlas.

6 Tuulennopeus m/s Missä Suomessa tuulee? Suomessa tuulee 1. Rannikolla 2. Tuntureilla 3. Järvien ympäristössä ja Pohjanmaalla Yleisesti voidaan sanoa, että Tuulisuus on suurempaa alavassa kuin metsäisessä maastossa Tuulisuus kasvaa korkeammalle mentäessä Mistä tämä johtuu? Maasto jarruttaa tuulta sitä enemmän, mitä korkeampaa kasvillisuutta tai esim. rakennuksia siinä on ja mitä lähempänä maata ollaan Sisämaassakin tuulivoima voidaan saada tuottavaksi, kun valitaan Korkea torni => Mennään sinne missä tuulee Iso lapojen halkaisija => Kaapataan tuulen energia mahdollisimman suurelta alueelta Puumalan GSM-masto, m 3 60 m 2 30 m 1 0 Kuva:

7 Pientuulivoima Pientuulivoimaloita käytetään mm. Maataloudessa Kotitalouksissa Vapaa-ajan asunnoissa Voidaan asentaa sekä sähköverkossa olevaan taloon että sähköverkon ulkopuoliseen. Pientuulivoimala on voimala, jonka lapojen halkaisija alle 16 m ja teho alle 50 kw. Tyypillisiä kokoja: Kesämökkilaitteet muutaman 100 W tehoisia, lapojen halkaisija n. 2 m Verkkoon liitettävät voimalat yli 2 kw, lapojen halkaisija yli 4 m Maston korkeus 5-30 m Lähde Suomen Tuulivoimayhdistys ry.

8 Pientuulivoiman kannattavuus Edellä todettiin, että tuulivoima saadaan kannattavaksi, kun valitaan Korkea torni/masto Suuri lapojen halkaisija Päteekö sama myös pientuulivoimaan? Kyllä! Polttoaine on sama sekä pientuulivoimassa että teollisessa tuulivoimassa eli tuulisuus on sitä suurempaa mitä korkeammalle mennään ja mitä vähemmän on korkeaa kasvillisuutta tai rakennuksia. (Pientuulivoimassa lapojen halkaisijat eivät ole kovin suuria.) Pientuulivoiman investointikustannukset ovat luokkaa kw turbiini kw turbiini Lisäkustannuksina mahdolliset perustukset + asennuskustannukset ja huoltokustannukset

9 Esimerkki. Paljonko 2 kw tuulivoimala tuottaa? Tarkastellaan 120 m 2 omakotitaloa, jossa asuu 4 henkeä. Ei sähkölämmitystä. Oletetaan, että talouden sähkönkulutus on 610 kwh/kk (lähde Ostetaan 2 kw tuulivoimala, jossa 10 m korkea masto Tuulivoimalasta saadaan nimellisteho 2 kw kun tuulennopeus on 9 m/s Kuvan tehokäyrästä nähdään, paljonko milläkin tuulennopeudella saadaan tehoa. Jos tuulee alle 3 m/s, teho on nolla. Paljonko 10 m korkeudessa sitten tuulee?

10 Tuulennopeus m/s Esimerkki. Paljonko 2 kw tuulivoimala tuottaa? Tarkastellaan maaliskuun 2014 tuulimittauksia 10 ja 40 m korkeuksissa Lappeenrannassa. Maaliskuu on ollut vuonna 2014 tuulisin kuukausi. 10 m korkeudessa tuulennopeus >3 m/s 9,5 päivää. 40 m korkeudessa 23,5 päivää. => Jos tuulennopeus < 3 m/s, turbiini ei pyöri. Keskituulennopeus, kun turbiini pyörii: 10 m:ssä 3,9 m/s ja 40 m:ssä 5,2 m m 10 m : : : : : : :00

11 Esimerkki. Paljonko 2 kw tuulivoimala tuottaa? Maaliskuussa 2014 turbiini olisi toiminut seuraavasti: Korkeus Turbiini toiminnassa Keskituulen nopeus Keskiteho Tuotettu energia/kk Huipunkäyttöaika 10 m 9,5 päivää 3,9 m/s 0,22 kw 50 kwh 298 h/a (12 vrk/a) 40 m 23,5 päivää 5,2 m/s 0,54 kw 305 kwh 1833 h/a (76 vrk/a) Huipunkäyttöaika = Energiatekniikassa käytetty vertailuluku. Kuinka monta tuntia vuodesta turbiini toimii nimellisteholla (tässä 2 kw). Lopun ajan seisoo. Huomattavaa Maaliskuu on ollut vuoden 2014 suurituulisin kuukausi Laskelmissa käytetty suoraan keskituulennopeuksia, ei jakaumia => Todelliset energiantuotannot pienemmät. Erityisesti kesällä tuulet tyypillisesti matalia.

12 Onko pientuulivoima kannattavaa? Teollinen tuulivoima saadaan kannattavaksi sisämaassakin mm. rakentamalla riittävän korkea torni Sama pätee myös pientuulivoimaan. Eli viedään turbiini sinne missä tuulee. Pientuulivoima voi olla yksi vaihtoehto muiden sähköntuotantotapojen/oston rinnalla mikäli Turbiini voidaan asentaa riittävän tuuliselle paikalle Järven/meren ranta Laaja peltoaukea Turbiinille asennetaan riittävän korkea masto Turbiinin tulisi olla puiden latvoja ja rakennuksia korkeammalla Sisämaan metsäisissä olosuhteissa muut sähköntuotantovaihtoehdot ovat kuitenkin usein kannattavampia kuin pientuulivoima.

13 Jos harkitset pientuulivoimaa Selvitä kuinka paljon paikalla tuulee Suomen tuuliatlas. Suuntaa antavaa tietoa, mutta käytännössä korkeammalla kuin pientuulivoima. ( Tuulen mittaukset. Vain suunnitellulla paikalla ja korkeudella tehdyt tuulimittaukset antavat oikeaa tietoa siitä, paljonko tuulivoimala voi kyseisellä paikalla tuottaa. Selvitä myyjiltä eri tuulivoimaloiden ominaisuuksia. Kysele ja vertaile. Lisätietoja pientuulivoimasta ja linkkejä pientuulivoiman tarjoajiin esim. Suomen Tuulivoimayhdistyksen sivuilta: