Haku
EN
FI | EN

 

Tietoa tuulivoimasta

Mäkien vaikutus tuuleen

Mäkien laet ovat useimmiten erinomaisia tuulivoimalan sijoituspaikkoja, koska ne a) lisäävät voimalan napakorkeutta ympäröivään maastoon nähden ja näin ollen yleensä mahdollistavat voimalan sijoittamisen parempiin tuulioloihin kuin muualla lähialueilla, ja b) mäet itsessään lisäävät paikallisesti tuulen nopeutta, nopeuden lisäyksen riippuessa mm. mäen muodosta ja peitteisyydestä.

Mäki muodostaa virtauskenttään esteen. Virtauksen jatkuvuuslain perusteella kaventuneessa virtauskanavassa virtaus kiihtyy, jotta horisontaalinen vuo pysyy muuttumattomana. Mäen läheisyydessä on havaittavissa muutoksia keskimääräistä virtausta kuvaavissa virtaviivoissa: siellä missä virtaviivat tulevat lähemmäksi toisiaan nopeus kasvaa.

Suomessa ei esiinny jyrkkiä korkeita rantatöyräitä kuten esimerkiksi Suomelahden eteläpuolella Eestissä tai turistivalokuvista tuntunmuotoisilla rannoilla Isossa-Britanniassa. Suomessa niin saariston kuin tunturienkin muodot ovat varsin pyöreitä. Mäkien vaikutus virtaukseen ja tuulen nopeuteen riippuu mäkien ja rinteiden muodosta ja ulottuvuudesta. Usein mäkiin ja rinteisiin liittyy myös maaston rosoisuuden ja peitteisyyden muuttuminen, joka vaikeuttaa mäkien vaikutuksen määrittämistä tuulienergiaan.

Yleensä mäen vaikutuksesta tuulen nopeus kasvaa mäen laella. Oheinen kuva esittää tuulen nopeuden muutosta tasaisen pyöreälakisen mäen laella. Toisaalta esimerkiksi rajakerroksen korkeus suhteessa mäkeen ja ilman stabiiliusjakauma vaikuttavat siihen, että virtaus ennemminkin kiertää mäen kuin nousee sen yli. Tällaisissa tapauksissa suurimmat tuulen nopeudet esiintyvät mäen rinteillä.

Kuva: Tuulen nopeuden kasvu, sekä tyypillinen säätilanne tunturialueella talvikuukausina.

 

Pienetkin maastokohoumat vaikuttavat yläpuoliseen virtaukseen. Esimerkiksi pari metriä korkea luoto meressä tai järvessä muuttaa tuuliprofiilia. Tällaiset muutokset ja vaikutukset on otettava huomioon esimerkiksi arvioitaessa 10 -30 m korkeissa mittausmastoissa tehdyistä tuulimittauksista lasketun tuuliprofiilin avulla 50-100 m korkean tuulivoimalan tuottoa.

Lähteet:

1. B. Tammelin, 2003, esityksessä B. Tammelin: Tuulivoimameteorologia, 2006
2. Tammelin, B., 1991. Meteorologista taustatietoa tuulienergiakartoituksille. Ilmatieteen laitos, Helsinki. 332 s.
3. Sabatino, S., Tammelin, B., Tampieri, F. and Tombretti, F., 1997. Coastal wind Profiles in Stable Conditions. WIND ENGINEERING Vol 21 No.3, Multi-Science Publishing Co. Ltd. UK