Maatuulihankkeet mahdollistavat teknologiat Pasi Valasjärvi
Sisältö Yritys ja historia Mikä mahdollistaa maatuulihankkeet? Tuotetarjonta Asioita, joilla tuulivoimainvestointi onnistuu Verkkovaatimukset NetConverter Lapalämmitys - Blade De-Icing Käytettävyys Huoltosopimukset Public 2012, Siemens Osakeyhtiö All rights reserved
Tuulivoima - oma divisioona energiassa Industry Infrastructure & Cities Energy Healthcare Industry Automation Drive Technologies Service Power Distribution/ Smart Grid Applications Building Technologies Mobility Fossil Power Generation Wind Power Solar & Hydro Power Transmission Oil & Gas Energy Service Imaging & Therapy Clinical Products Diagnostics Customer Solutions Public 2012, Siemens Osakeyhtiö All rights reserved
Edelläkävijä 30 vuoden kokemuksella MW -luokka 1.0 2.3 MW MultiMW -luokka SWT-2.3 & SWT-3.6 MultiMW -luokka Direct Drive SWT-2.3DD / 3.0DD SWT-6.0DD Sarjatuotanto Bonus 1980-2004 SWT-1.0 2.3 2006 SWT-2.3-82 VS SWT-3.6-107 2004 SWT-2.3-101 2009 2010 2012 SWT-3.0DD-101 SWT-3.6-120 SWT-2.3DD-113 2011 Asennuskanta on yli 11,500 turbiinia - Tehona yhteensä yli 17.9 GW Public 2012, Siemens Osakeyhtiö All rights reserved
Jatkuva investoiminen tuotekehitykseen Keväällä 2010 esiteltiin SWT-3.0DD-101 Vaihteeton tuulivoimala 50% vähemmän pyöriviä osia, kevyempi Minimoi energian tuotantokustannukset 6 MW vaihteeton voimala
Mikä mahdollistaa maatuulihankkeet? Miksi maatuulihankkeet? Mahdollistaja - teknologia Public 2012, Siemens Osakeyhtiö All rights reserved
Miksi maatuulihankkeet? Ranta-alueet on jo rakennettu Pois mökkiläisten silmistä Sisämaa-alueet - helppo hyödyntää Sähkön siirtoetäisyydet järkevämpiä Useammalla mahdollisuus rakentaa Potentiaalisia paikkoja runsaasti Hyväksytympiä... Hyviä syitä on paljon!
Miksi ei vain rakenneta? Sisämaassa 100m:n korkeudella vuotuinen keskituulennopeus n. 4,5 6,0 m/s rannikolla n. 7,5 m/s Vuosituotantovertailu 5580 MWh vs. 9563 MWh Mitä tarvitaan? Teknisiä ratkaisuja Korkeammat tornit Isommat roottorit Miten tähän päästään? Wind shear Kevyt suoraveto - isot roottorit
Tornikorkeuden vaikutus tuottavuuteen Esimerkki 1 x SWT-2.3-101 mittadata 80m korkeudelta tuulennopeus: 7.5m/s Shear exponentti: 0.15 14% 19% 10.120 1.270 10.550 1.700 8.850 8.850 8.850 80m korkeus 129,5m korkeus 149,5m korkeus
Suomalainen maatuulihanke Mitattu keskituulen nopeus @ 100m:ssä @ 120m:ssä 6,5 m/s 7,0 m/s Roottorin halkaisija: 108 m Vuosituotanto @ 6.5 m/s: 7780 MWh 1) Vuosituotanto @ 7,0 m/s: 8770 MWh 1) Vuosituotannon ero n. 12% Yksinkertaisesti korkeampi torni 1) Tehokäyrä revision 1
Korkeat tornit maatuulihankkeisiin Tornikorkeudet (terästornit): 115 metriä 122,5 metriä 142,5 metriä 1xx+ metriä (nosturikapasiteetti!) Siemens tuuliturbiinit: SWT-2.3 SWT-2.3DD / 3.0DD Saksa, Ruotsi, Suomi, Puola 122,5 m 142,5 m
Roottorin vaikutus tuottavuuteen Tehokäyrät Vuosituotanto AEP 3,000 2,500 2,000 SWT-2.3-108 115% 110% SWT-2.3-108 Teho [kw] 1,500 1,000 500 0 SWT-2.3-101 0 5 10 15 20 25 Tuulen nopeus [m/s] 105% SWT-2.3-101 100% 5 6 7 8 9 Vuotuinen keskituulennopeus [m/s] Vuotuinen sähköntuotanto kasvaa 8 % @ 7.m/s
Vieläkin isomman roottorin vaikutus Teho [kw] Tehokäyrät Vuosituotanto AEP 2,500 2,000 1,500 1,000 500 0 SWT-2.3-101 SWT-2.3-113 0 5 10 15 20 25 Tuulen nopeus [m/s] 130% 125% 120% 115% 110% SWT-2.3-113 105% SWT-2.3-101 100% 5 6 7 8 9 10 11 Vuotuinen keskituulennopeus [m/s] Ero vuotuisessa sähköntuotannossa on 14.5% @ 7 m/s
Tuotetarjonta Yritys ja historia Mikä mahdollistaa maatuulihankkeet? Tuotetarjonta Public 2012, Siemens Osakeyhtiö All rights reserved
Oikea turbiini oikeisiin tuuliolosuhteisiin IEC luokka: II A SWT-2.3-93 3.6 MW tuoteperhe 2.3 MW tuoteperhe Korkea Turbulenttisuus Pinta-ala: 6,800 m² AEP @ 7.5 m/s: 8200 MWh SWT-2.3-101 IEC luokka: II B Pinta-ala: 8,000 m² AEP @ 7.5 m/s: 9000 MWh SWT-2.3-108 IEC luokka: II B Matala Tuulen nopeus Korkea Pinta-ala: 9,140 m² AEP @ 7.5 m/s: 9600 MWh
SWT-2.3-108 - optimoitu matalatuulisille alueille IEC luokka: Roottorin halkaisija: Siiven pituus: IIB 108 m 53 m Pinta-ala: 9,144 m 2 Napakorkeudet: Tehonsäätö: 95-115 m Lapakulma, VS Vuosituotanto @ 7.5 m/s: 9600 MWh 1) Konehuoneen paino: 82 t Sarjatuotanto: 2002 Toimitettuja: yli 5000 kpl 1) Tehokäyrä revision 1
Siemens tarjoaa optimaalisen turbiinin erilaisiin tuuliolosuhteisiin SWT-3.0-101 Suoraveto, pienet DD:t Korkea IEC luokka: I A Pinta-ala: 8,000 m² AEP @ 7.5 m/s: 10500 MWh Turbulenttisuus SWT-2.3-113 / SWT-3.0-113 IEC luokka: IIA / IIB Pinta-ala: 10,000 m² AEP @ 7.5 m/s: 10200 / 12000 MWh Matala Tuulen nopeus Korkea
SWT-2.3DD-113 suoravetotuuliturbiini vaihteleviin olosuhteisiin IEC luokka: Roottorin halkaisija: Siiven pituus: IIB 113 m 55 m Pinta-ala: 10,000 m 2 Napakorkeus: 92,5 142,5m Tehonsäätö: Lapakulma, VS Vuosituotanto at 7.5 m/s: 10200 MWh 1) Roottorin paino: Konehuoneen paino: 67 t 73 t 1) Tehokäyrä revisio 1
SWT-3.0DD-113 suoravetoinen tuulivoimala - matalat energiantuotantokustannukset IEC luokka: Roottorin halkaisija: Siiven pituus: IIB 113 m 55 m Pinta-ala: 10,000 m 2 Napakorkeus: 92,5-142,5 m Vuosituotto @ 7.5 m/s: 12000 MWh 1) Konehuoneen paino: vain 73 tonnia * markkinoiden tuottavin 3MW voimala markkinoiden kevein 3MW voimala * Yleisesti 3MW voimaloiden paino on noin 90-140 tn 1) Tehokäyrä revision 0
Miten maatuulihankkeesta saadaan kannattava? Mitattu keskituulen nopeus @ 100m:ssä @ 140m:ssä 6,7 m/s 7,5 m/s Roottorin halkaisija: 113 m Vuosituotanto @ 6.7 m/s: 10100 MWh 1) Vuosituotanto @ 7,5 m/s: 12000 MWh 1) Vuosituotannon ero n. 19% Yksinkertaisesti korkeampi torni 1) Tehokäyrä revision 0
Asioita, joilla tuulivoimainvestointi onnistuu Turbiinien ominaisuudet NetConverter verkkovaatimukset Lapalämmitys - Blade De-Icing Käytettävyystakuu Huoltosopimukset Public 2012, Siemens Osakeyhtiö All rights reserved
Verkkovaatimukset ovat samat kaikille voimalaitoksille Operointivaatimukset Jännite- ja taajuusvaatimukset Laatuvaatimukset Harmooniset ja välke Pätötehon säätö Tehon ja taajuuden säätäminen LVRT -käyttäytyminen Jännitehäiriöt ja käyttäytyminen (voi kestää jopa sekunteja) Loistehon säätö Loisteho jännitetasoja säädettäessä
Siemens NetConverter täyttää verkkovaatimukset Operointialue Toteuttaa taajuus- ja jännitesäätöalueet häiriöittä Sähkön laatu Minimaalisesti harmoonisia ja välkepäästöjä verkkoon Pätötehon säätö Taajuus vapaasti säädettävissä kaikissa tilanteissa Toiminta jännitehäiriöissä Edistyksellinen LVRT täyttää vaativimmatkin verkkovaatimukset Loisteho kapasiteetti Kapasiteetti säädettävissä, jopa silloinkin kun ei tuule
Sisämaahanke jäätävissä olosuhteissa ennen aktivointia aktivoituna Jäätäminen lavoissa - tehohäviöt jopa 100% Kertynyt jää aiheuttaa pudotessaan vaaratilanteita Voimalat voidaan varustaa lapalämmityksellä ympärivuotinen tuotanto Kokemusta arktisesta tuulivoimasta jo vuodesta 1986
Edelläkävijä laadussa Jatkuva testaaminen luotettavuus Todistettu yli 20 vuoden käyttöikä ja todellinen käytettävyys on yli 97% Käytettävyys lasketaan suoraan ei vähennyksiä Siemensin käytettävyystakuu esim. 96%
Luotettavuus ja käytettävyys 1983-87 Bonus toimitti Yhdysvaltoihin noin 1,100 tuulivoimalaa Edelleen käytössä 97% keski-ikä >22 vuotta Taulukossa vuoden 2011 todellinen käytettävyys (n. 2600 turbiinia) Siemens Wind Power ei ole 25 vuoden aikana maksanut sakkoja alhaisen käytettävyyden johdosta
Huoltosopimukset tarpeen mukaan Turbiinisopimus SWPS-300W - all inclusive Lisätakuu SWPS-200A - Käytettävyystakuu ja vuosihuollot SWPS-100B Perussopimus, räätälöity 5 vuotta 12 vuotta 20 vuotta
Kiitos mielenkiinnosta! Pasi Valasjärvi Public 2012, Siemens Osakeyhtiö All rights reserved