Tuulivoiman teknistaloudelliset edellytykset

Transkriptio

1 Tuulivoiman teknistaloudelliset edellytykset Erkki Haapanen, DI puh Tuulitaito

2 Karttojen, kuvien ja tekstien tekijänoikeuksista Pohjakartta-aineisto: Maanmittauslaitos lupanro 262/MML/11 Tekstit ja muut kuvat voidaan julkaista, jos niissä esiintyy Tuulitaito tai käytetty lähde Esityksissä käytetyt voimaloiden sijoitukset ovat alueiden kannattavuusvertailuja varten. Lopullisista sijoituksista päätetään hankkeiden toteutuksen yhteydessä Tuulitaito

3 Tuulipuiston kehitysvaiheet 1. Haetaan tuuliatlaksen ja maastokartan avulla hyvät tuulipaikat, jonne on pääsy ja josta saa sähkön pois 2. Alueelle sijoitetaan maaston ja ympäristön mukaan haluttu määrä voimaloita 3. Lasketaan tuotannot ja varjostushävikit tuuliatlaksen ja maastokartan avulla 4. Lasketaan 50 m hilavälein tarkennettu tuotto alueelle 5. Korjataan sijoituksia niin, että puistosta saadaan riittävä tuotanto kannattavasti 6. Suoritetaan kannattavuustarkastelu 7. Mitataan tuulet 8. Toteutetaan projekti

4 Sisämaan mahdollisuudet tuulivoiman tuotantoon Maaston muodot ja pintarakenne jarruttavat tuulia Tuulen nopeus kasvaa voimakkaasti korkeuden mukana Kuvassa 2 esimerkkiä tuuliprofiilista Riittävät tuulet saavutetaan Mäkien ja harjujen laella Suurilla järvenselillä Korkealla m maan pinnasta Tuulitaito

5 Tuulivoimalle sopivien paikkojen haku Tuuliatlas on paras käytettävissä oleva aineisto eri paikkojen tuulivertailuun Antaa paikkojen väliset erot Arvioi korkeuden vaikutuksen tuottoon Lib-tiedostot matemaattisista tuottavuuslaskentaa varten Paikan päällä on suoritettava tuulimittauksia riittävien tuulitietojen varmistamiseksi Vähintään vuoden mittausjakso, mieluummin kahden Kyettävä arvioimaan 50 vuoden pahimmat tilanteet Edellyttää, että käytettävissä on pitkän ajan tuulidataa korrelaatiotarkasteluja varten Vaihtoehtoisesti mittauksia on jatkettava, kunnes riittävä tilastoaineisto on koossa 3 5 vuotta

6 Tuulitietoja tarvitaan, koska Hankkeiden rahoittajat haluavat varmistua hankkeen kannattavuudesta Hankkeen toteuttaja haluaa valita oikean voimalan, joka Tuottaa hyvin Kestää vähintään 20 vuotta paikalla eli on tunnettava Tuulen aiheuttamat kuormanvaihtelut väsytys Kovimmat mahdolliset puuskat, jotka voivat kerta heitolla kaataa tai rikko voimalan on tunnettava Heikkoihin tuuliin suunniteltu voimala tuottaa kovatuulisissa paikoissa hyvin, mutta ei kestä ehjänä Tuulitaito

7 Juuanvaaran alustava alue-ehdotus Alue on alle 10 km etäisyydellä 110 kv:n voimalinjasta Tuulisuus 100 m korkeudella > 6.5 m/s Ympäristöään huomattavasti korkeammat mäen huiput. Ympärillä järviä, jotka tarjoavat tuulelle esteettömän kulun Tuulitaito

8 Juuanvaaran alueen edellytykset tuulivoimalle Hyvät tuulet, alue on selvästi muuta ympäristöä korkeammalla Tiestö ulottuu lähelle mutta puuttuu varsinaiselta tuulivoima-alueelta

9 Alustava voimaloiden sijoittelu 13 x 2 3 MW Voimaloiden välinen etäisyys >500 m Etäisyys lähiasutukseen >500 m Voimalat mäen päälle tai harjalle Yhteensä 13 voimalaa Pari voimalaa mahtuisi vielä Tahkon puoleiselle mäelle, mutta ne jäisivät hieman sivuun varsinaisesta puistosta

10 Tuulipuiston vuosituoton arviointi Tuuliatlaksesta saa tuulitiedot Tuulivoimaloiden tehokäyrät osoittavat, mitä ne tuottavat eri tuulen nopeuksilla Maaston muodot ja pinnan rosoisuus vaikuttavat paikalliseen tuulijakaumaan

11 Tehokäyriä ja tuulisuusjakauma Tehokäyriä eri voimaloista Sisämaan voimalan tulisi tuottaa mahdollisimman alhaisella tuulen nopeudella mutta sen ei tarvitse tuottaa kovilla tuulilla > 20 m/s Rengastettulla alueella syntyy suurin osa tuotoista Tuulen esiintymistodennäköisyys 100 m korkeudella Vaaditaan suurta potkuria ja napakorkeutta Yli 15 m/s tuulet erittäin harvinaisia

12 Voimalatyypin valinta Sisämaassa riittävän korkea napakorkeus ja potkuri Molemmat vähintään 100 m Käytännössä 2 3 MW voimalakokoluokka Pienempää ei kannata nostaa riittävän korkealle Tämän päivän voimalat kokoluokassa 100/100 Suunniteilla ja testeissä kokoluokka 120/120 Rautaruukilla kehitteillä ristikkomasto kokoluokassa 140 m Rautaruukki

13 Tuulipuiston vuosituottoon vaikuttavat tekijät Potkurin pyyhkäisypinta-ala vaikutus suoraviivainen Napakorkeus korkealla tuulee enemmän Käytettävyys voimalan valmius tuottaa energiaa, kun tuulee yli käynnistysnopeuden ja alle pysäytysnopeuden 4 m/s < U < 20 m/s Voimalan myyjät käyttävät termiä käytettävyys, joka on vesitetty sallimalla lukuisia poikkeuksia, jolloin käytettävyys on edelleen 100 % vaikka voimala seisoo Normaali käyttöaste on n. 85 % Käyttöastetta vähentävät sähköverkon katkot, voimalan toimintahäiriöt, huollot, tahattomat ja tarkoitukselliset seisokit Talvisin lapojen jäätyminen saattaa aiheuttaa runsaita tuotannon menetyksiä, kun ollaan yli 200 m korkeudessa Tuulitaito

14 Kannattavuus tiivistettynä

15 Etäisyyden vaikutus näkyvyyteen, esimerkki

16 WWD

17 Kiitos tarkkaavaisuudesta Kysymyksiä? Palautteen voi myös lähettää osoitteeseen Tai puhelimitse