Tuulimittausten merkitys ja mahdollisuudet tuulipuiston suunnittelussa ja käytössä



Samankaltaiset tiedostot
Tuulivoiman teknistaloudelliset edellytykset

Sodar tuulimittaustekniikka

Erkki Haapanen Tuulitaito

Tuulipuisto Multian Vehkoolle Esimerkki tuulivoima-alueen analyysistä

Tuulisuuden kartoitus Suomessa

Tuulivoima. Energiaomavaraisuusiltapäivä Katja Hynynen

Tuulivoimaa sisämaasta

SMG-4500 Tuulivoima. Kahdeksannen luennon aihepiirit. Tuulivoiman energiantuotanto-odotukset

Merja Paakkari, Hafmex Wind Oy Erkki Haapanen, Tuulitaito 10/2011

SMG-4500 Tuulivoima. Kolmannen luennon aihepiirit ILMAVIRTAUKSEN ENERGIA JA TEHO. Ilmavirtauksen energia on ilmamolekyylien liike-energiaa.

Humppilan Urjalan Tuulivoimapuisto. Voimamylly Oy Humppila - Urjala

Keski-Suomen tuulivoima-alueet Pihlajakoski - Kärpänkylä

Kuinka valita tuulivoima-alue? Anni Mikkonen, Suomen Tuulivoimayhdistys Pori,

MATEK822 Pro Gradu seminaari Johannes Tiusanen

SMG-4500 Tuulivoima. Neljännen luennon aihepiirit. Tuulivoimalan rakenne. Tuuliturbiinin toiminta TUULIVOIMALAN RAKENNE

VOIMALASÄÄTIMET Sivu 1/ FinnPropOy Puhelin: Y-tunnus:

Tuulivoiman mahdollisuudet sisämaassa Tuulivoimahankkeen vaiheet Pieksämäen kaupungintalo

SMG-4500 Tuulivoima. Kolmannen luennon aihepiirit TUULEN TEHO

Pohjois-Savon tuulivoimaselvitys lisa alueet 2

Louen tuulivoimapuisto

Lämpöä tuulivoimasta ja auringosta. Kodin vihreä energia Oy

SMG-4500 Tuulivoima. Kuudennen luennon aihepiirit. Tuulivoimalan energiantuotanto-odotukset AIHEESEEN LIITTYVÄ TERMISTÖ (1/2)

IL Dnro 46/400/2016 1(5) Majutveden aallokko- ja virtaustarkastelu Antti Kangas, Jan-Victor Björkqvist ja Pauli Jokinen

SÄHKÖENERGIATEKNIIIKKA. Harjoitus - luento 6. Tehtävä 1.

TUULIVOIMAMELUN MITTAUS- JA MALLINNUSTULOSTEN

Tuulivoiman ympäristövaikutukset

Suomen Tuuliatlaksen karttaliittymän hyödyntäminen E-farm Pro ja Basic ohjelmien tuulienergialaskennassa

ILMANLAADUN SEURANTA RAUMAN SINISAARESSA

TUULIVOIMALOIDEN MELUVAIKUTUKSET

Päivän vietto alkoi vuonna 2007 Euroopan tuulivoimapäivänä, vuonna 2009 tapahtuma laajeni maailman laajuiseksi.

POHJOIS-KARJALAN AMMATTIKORKEAKOULU Sähkötekniikan koulutusohjelma PIENTUULIVOIMALAN VALINTA KÄYTTÖTARKOITUKSEN JA TERTTULANVAARAN TUULIOLOJEN MUKAAN

Hernesataman kaavoitus, tuulisuus

Järvenpään Perhelän korttelin kutsukilpailu ehdotusten vertailu

Rikkidioksidin ja haisevien rikkiyhdisteiden pitoisuudet tammi-kesäkuussa 2017

Aronkylän tuulipuiston Melu- ja varjostusselvitys

Kaukoluettavine mittareineen Talouslaskelmat kustannuksineen ja tuottoineen on osattava laskea tarkasti

Rikkidioksidin ja haisevien rikkiyhdisteiden pitoisuudet tammi-kesäkuussa 2016

Tuulivoima Suomessa Näkökulma seminaari Dipoli

Esimerkki 1: auringonkukan kasvun kuvailu

Kojemeteorologia. Sami Haapanala syksy Fysiikan laitos, Ilmakehätieteiden osasto

Tuulivoima ja maanomistaja

- Tuulivoimatuotannon edellytykset

BILAGA 3 LIITE 3. Fotomontage och synlighetsanalys Valokuvasovitteet ja näkymäanalyysi

YMPÄRISTÖMELUN MITTAUSRAPORTTI

Järvenpään Perhelän korttelin tuulisuudesta

Humppilan Urjalan Tuulivoimapuisto

Tuulioloista Suomen länsirannikolla

Tuulivoiman mahdollisuudet Etelä-Karjalassa

KAICELL FIBERS OY Paltamon biojalostamo

FYSIIKAN HARJOITUSTEHTÄVIÄ

Mittaukset: Sääolosuhteet mittausten aikana ( klo 14 17):

Päivitetty Tuule 200 -tuoteperheen tuotteet

ILMANLAADUN SEURANTA RAUMAN SINISAARESSA

DEE Tuulivoiman perusteet

Välkeselvitys. Versio Päivämäärä Tekijät Hyväksytty Tiivistelmä. Rev CGr TBo Hankilannevan tuulivoimapuiston välkeselvitys.

Melun huomioon ottaminen tuulivoimahankkeiden kaavoituksessa ja lupakäytännöissä. Ilkka Niskanen

Tuulimittausraportti. Eagle tuulivoimtuulitutkimus Lammaskallio. Eagle tuulivoima Oy

Mökkisähköistyksen toteutus tuulivoimalla

1 JOHDANTO 3 2 LÄHTÖTIEDOT JA MENETELMÄT 4

A sivu 1(4) AMMATTIKORKEAKOULUJEN TEKNIIKAN JA LIIKENTEEN VALINTAKOE

Keski-Suomen tuulivoimaselvitys lisa alueet

Tuulennopeuksien jakauma

Maatilan Energiahuolto TUULIVOIMA HEINOLA OY. Martti Pöytäniemi, RUOVESI

PIISPANKALLIO, ESPOO KAUPUNKIYMPÄRISTÖN TUULISUUSLAUSUNTO

Latamäen Tuulivoimahanke, Luhanka

PVO-INNOPOWER OY. Tuulivoima Suomessa ja maailmalla Tuulta Jokaiselle, Lapua Suunnitteluinsinööri Ari Soininen

Napapiirin luontokansio

Ristiniityn ja Välikankaan tuulivoimahanke, Haapajärvi

PIENHIUKKASTEN JA HENGITETTÄVIEN HIUKKASTEN MITTAUSRAPORTTI

Taustamateriaali Fingridin innovaatiohaasteeseen Sähköasemilla olevien viallisten laitteiden havainnointi radiotaajuisella mittausmenetelmällä

tai tai X

Tuulipuiston melumallinnus Kauhajoki, Mustaisnevan tuulipuisto Voimalat T1 T9

LOKINRINNE 1, ESPOO KAUPUNKIYMPÄRISTÖN TUULISUUSLAUSUNTO

TUULENSILMÄ 1/2002 TUOTTAVATKO TUULIVOIMALAT PAKKASELLA? Bengt Tammelin ja Reijo Hyvönen Ilmatieteen laitos

AUTON LIIKETEHTÄVIÄ: KESKIKIIHTYVYYS ak JA HETKELLINEN KIIHTYVYYS a(t) (tangenttitulkinta) sekä matka fysikaalisena pinta-alana (t,

Naulakankaan tuulivoimapuisto

ILMANLAATU JA ENERGIA 2019 RAUMAN METSÄTEOLLISUUDEN ILMANLAADUN SEURANTA

Hankilannevan tuulivoimahanke, Haapavesi ja Kärsämäki

MELUN HUOMIOIMINEN TUULIVOIMALOIDEN SIJOITTAMISESSA OSA 2

Välkeselvitys. Versio Päivämäärä Tekijät Hyväksytty Tiivistelmä

Välkeselvitys. Versio Päivämäärä Tekijät Hyväksytty Tiivistelmä

Lakikangas I tuulivoimapuisto, Karijoki

OHJE 2(5) Dnro LIVI/4495/05.00/ KITKAN MITTAAMISEN MENETELMÄ... 3

Tuulivoimaretkeily Ratiperälle

Näin rakennettiin Torkkolan tuulivoimapuisto

FYSIIKKA. Mekaniikan perusteita pintakäsittelijöille. Copyright Isto Jokinen; Käyttöoikeus opetuksessa tekijän luvalla. - Laskutehtävien ratkaiseminen

Vedonrajoitinluukun merkitys savuhormissa



Pehmokäynnistimet. Tyyppi PSR. Uusi. Esite PSR1FI06_11 1SFC132003C1801

Välkeselvitys. Versio Päivämäärä Tekijät Hyväksytty Tiivistelmä. Rev CGr TBo Ketunperän tuulivoimapuiston välkeselvitys.

Videotoisto Nexus 7 tableteilla: Android 4.4 KitKat selvästi edellistä versiota heikompi


// Tulostetaan double-tyyppiseen muuttujaan "hinta" tallennettu // kertalipun hinta ja vaihdetaan riviä. System.out.printf("%.1f euros.

Projektisuunnittelija Aki Hassinen 1

Tuulivoimalatekniikan kehityksen vaikutus syöttötariffin tasoon

Käyttöohjeet. Päivitetty:

MAILAN VALINTA JUNIORI PELAAJALLE YHTEISTYÖSSÄ BAUER

Oikosulkumoottorikäyttö

BL20A1200 Tuuli- ja aurinkoenergiateknologia ja liiketoiminta

Transkriptio:

Tuulimittausten merkitys ja mahdollisuudet tuulipuiston suunnittelussa ja käytössä Energiamessut 2010 Tampere Erkki Haapanen, DI erkki.haapanen(at)tuulitaito.fi

Miksi tämä esitys Suomessa yleisin tuulivoimalan sijoituspaikka on maalla lähellä metsää tai metsän vaikutuspiirissä Tuuliolosuhteet poikkeavat mahdollisesti normien edellyttämistä Joudutaan tekemään tarkasteluja, joissa etenkin potkuriin kohdistuvat voimat ja niiden esiintyminen on tarkistettava tapauskohtaisesti tuulimittaustulosten perusteella Voimaloiden koko on niin suuri, että potkuri kohtaa eri osissa kierrosta aivan erilaisia tuulen nopeuksia Tämä johtaa epätasaiseen kuorman jakaumaan ja mahdollisiin ylikuormituksiin, joiden tuloksena voi olla rikkoutuminen Tuulimittauksilla on kyettävä hankkimaan riittävästi tietoa, jotta tarvittavat suunnittelun lähtöarvot ovat käyttökelpoisia

Vertikaalinen tuulen nopeusjakauma Tuuligradientti, alfa kuvaa tuulen nopeuden kasvun jyrkkyyttä korkeuden kasvaessa

Tuuligradientti rannikolla ja sisämaassa

Tuuligradientti rannikolla ja sisämaassa

Vaikutukset voimalan potkuriin Lavan ollessa yläosassa tuulen nopeus on suuri Seuraa suuret taivutusvoimat lapaan ja suuri tuotto Alaosassa tuuli heikkoa, jolloin Pienet kuormat ja heikko tuotto Voimalan ohjausjärjestelmä rajoittaa kuormitusta tuotetun tehon mukaan Se ei kykene havaitsemaan tilannetta, jossa tehoa tuotetaan vain lavan yläosassa Seurauksena on voimalan lapojen ylikuormittuminen ja ennenaikainen väsyminen

Normin mukainen kuormitus 12 m/s tuulella Normin salllimalla tuuligradientilla tilanne on seuraava: Yläkuva: Lapaan sen yläasennossa kohdistuva kuormitusjakauma, Kärkialue on kuormitettu mutta tyvi sakkaa. Teho 3121 kw Alakuva: Lapaan sen alaasennossa kohdistuva kuormitusjakauma. Kuormitus kasvaa tasaisesti kohti kärkeä. Teho 1879 kw Ero ylä- ja ala-asennon välillä on 1242 kw tyvi kärki

Tuuligradientti 0,400 (2 x normin sallima) Yläkuva: lavan yläasennossa isot voimat aivan lavan kärjessä. Puolivälistä tyveen sakkausaluetta. Teho 3436 kw Alakuva: lavan ala-asennossa voimat kasvavat tasaisesti kohti kärkeä. Teho 1226 kw Ero ylä- ja ala-asennon välillä on 2210 kw Kuormitus vaihtuu voimakkaasti joka kierroksella, mikä nopeuttaa voimalan väsymistä ja aiheuttaa aikanaan vaurioita

Tehon tuotto eri korkeudella, Alfa 0,4 Tuulirajat 6,8 10,5 m/s Tehorajat 900 3350 kw Tuuligradientin kasvaessa tehontuotto lavan yläasennossa kasvaa reippaasti yli normin salliman kuormituksen vaikka keskiteho = 1890 kw

Lapojen kuormajakauma ylhäällä ja alhaalla Seuraavissa kuvissa voimala tuottaa keskimäärin 3 MW eri tuulen nopeuksilla Korkean tuuligradientin 0,400 vuoksi ylhäällä on paljon enemmän kuormaa kuin alhaalla

Lapojen kuormitus, W 9m/s, P 3 MW, Alfa 0,40 Kiinnitä huomiota ylä- ja alaosan väliseen eroon Taivutusmomentti Aksiaalinen kuormitus,

Lapojen kuormitus W 13 m/s, P 3 MW, Alfa 0,40 Aksiaalinen kuorma N/m Taivutusmomentti knm

Lapojen kuormitus W 15 m/s, P 3 MW, Alfa 0,40 Lapaan kohdistuva kuorma N/m Taivutusmomentti knm

Lapojen kuormitus W 18 m/s, P 3 MW, Alfa 0,40 Lapaan kohdistuva kuorma N/m Taivutusmomentti knm

Miten tunnistaa korkean tuuligradientin? Sodar eli äänitutka mittaa tuulen nopeuden 5 m portain aina 200 metriin saakka Sodar on luotettava mittausväline, joka ei välitä jäästä, lumesta tai pakkasesta Kulkee peräkärrynä henkilöauton perässä Toimii valovirralla, aurinkopanelilla tai dieselagregaatilla

Mitä pitäisi tehdä Olla tietoinen tilanteesta riittävän aikaisessa vaiheessa Ottaa tilanne huomioon voimalaa valitessa Suorittaa tuulimittaukset siten, että tuuligradientista ja muista tekijöistä saadaan luotettavaa tietoa Esittää tuuligradientti ja sen jakautuminen eri tuulille alueen tuulisuusraportissa Käsitellä asia voimalatoimittajan kanssa hankintasopimusta tehtäessä Rajoittaa voimalan tuotantoa tilanteissa, joissa kovalla tuulella tuuligradientti ylittää sallitun arvon 0,200 Valita sellainen voimala, joka selviää alueen tuulissa

Miksi tuulimittauksia? Investorin on tiedettävä voimalan tuotto, jotta hän voi laskea hankkeen kannattavuuden Voimalan toimittajan on tunnettava tuulisuus tarjotakseen tuulioloihin oikeaa voimalaa, joka Tuottaa mahdollisimman hyvin sijoituspaikan tuuliolosuhteissa Kestää ehjänä vähintään suunnitellut 20 vuotta Viime kädessä molemmat tekijät vaikuttavat kannattavuuteen Voimalan toimittajalle kysymys on myös maineesta vaikka ongelmat tulevat esille vasta takuuajan jälkeen

Voimalan tai tuulipuiston tuoton arviointi Tunnettava pitkän ajan tuulisuuden keskiarvot ja tilasto Mittauksien on kestettävä vähintään vuoden ja samaan aikaan kyettävä vertaamaan omia mittauksia pitkän ajan aikasarjaan (15 20 vuotta) Korrelaatiotarkastelun avulla voidaan johtaa pitkänajan tuottoarviot sekä niiden vaihteluvälit

Voimalan elinikään vaikuttavat tuulisuustekijät Mittauksista on kyettävä laskemaan 50 vuoden aikana pahimmat mahdolliset hetkelliset tilanteet Lyhytkestoiset puuskat 10 minuutin maksimi keskiarvot Voimalaan kohdistuvat väsytysrasitukset Voimalaan kohdistuvien kuormien määrittely Mitoituksen määrittelevät äärikuormitukset sekä kaikkien kuormitustapausten lukumäärä koko elinaikana Nämä riippuvat paikan tuulisuudesta

Mittausjakson merkitys Pitkän mittausjakson vuoksi menetetään mittausdataa Esimerkkinä myrsky, joka kesti 15 minuuttia. Maksimi 31,2 m/s Näkyi yhtenä irtopisteenä 10 minuutin mittausdatassa Epäiltiin mittarivirheeksi Tallennettu sekunttidata osoitti todelliseksi tilanteeksi

Mittarin laatu ja tulosten käsittelytapa Mittarilla pitkä vasteaika tai tulosten vaimentaminen kohinan vähentämiseksi hävittää nopeat muutokset Tässä tapauksessa tuuli nousi nopeimmillaan 10 m/s minuutissa ja näkyi 10 min datassa yhtenä pisteenä

Mistä mitata Modernin voimalan potkuri toimii 40 170 metrin korkeudella voimalatyypistä riippuen Mittausten pitäisi kertoa potkurin korkeudella olevista tuulista Mittaukset tulisi ulottaa koko potkurin alueelle

Mitä mitataan Tarvitaan useampia mittauskorkeuksia, jotta saadaan tarvittavat suureet esiin 10 minuutin välein Tuulen nopeus ja suunta Turbulenssiaste TI Tuulen vertikaalinen nopeusjakauma Vuosikeskiarvot Tuulen nopeuden histogrammi, joka osoittaa miten usein eri tuulennopeuksia esiintyy. Histogrammia kuvataan Weibullin jakauman avulla

Mastomittaukset Mittausmastoon sijoitetut Anemometri + suunta-anturi Ultraäänianturi mittaa sekä suunnan että nopeuden Molemmat voidaan kalibroida tuulitunnelissa Mastomittaus on kallis pystyttää ja purkaa ja soveltuu siksi parhaiten pitkäaikaismittauksiin

Lidar ja Sodar-mittaukset Uusinta tekniikkaa edustavat Lidar - Lasertutka Sodar Äänitutka Molemmat tarvitsevat ulkopuolisen referenssin kalibrointiin Kummankin etuna on, että voivat mitata koko potkurin kattaman korkeusalueen 200 metriin asti

Animation of Best Fit Interpolation Klikkaa kuvaa käynnistääksesi animaation