Haku
EN
FI | EN

 

Tietoa tuulivoimasta

Tuulivoimatekniikka

Tuulivoimala

Tuulivoimala koostuu roottorista, jonka muodostavat napa ja lavat , konehuoneesta eli nasellista, tornista ja perustuksesta. Tuulipuistoksi kutsutaan aluetta, jolla on useita toisiinsa liitettyjä tuulivoimaloita, ja jotka kytkeytyvät yhtenä kokonaisuutena sähköverkkoon. On tärkeää, että voimalat sijoitetaan tuulipuistoissa riittävän kauaksi toisistaan, etteivät ne vaikuta toistensa tehoon. Nyrkkisäännön mukaan voimaloiden välisen etäisyyden pitää olla n. 5 kertaa roottorinhalkaisijan verran eli voimaloista riippuen noin 600 - 700 metriä.

Tuulivoimaloiden osatKuva 1: Tuulivoimaloiden osat (Lähde: Motiva)

Tuulivoimaloiden koko

Tuulivoimalan kokoa voidaan kuvata sen nimellisteholla (esim. MW), roottorin halkaisijalla, vuosituotolla tai napakorkeudella. Useimmiten puhutaan kuitenkin nimellistehosta, joka on tuulivoimalan enimmillään tuottama teho. Lähtökohtaisesti tuulivoiman ei ajatella koko aikaa tuottavan nimellistehollaan vaan tuotanto vaihtelee tuulennopeuden mukaan.

Tuulivoimalan tuotto on suoraan verrannollinen roottorin pyyhkäisypinta-alaan. Tuotto paranee myös napakorkeuden kasvaessa, koska tuulennopeus on sitä suurempi mitä korkeammalla ollaan.

Tuulivoimaloiden koko on kasvanut moninkertaiseksi viimeisen 25 vuoden aikana ja tekniikka on muutenkin parantunut huimasti. Kun vuonna 1981 tuulivoimalan roottorin halkaisija oli 15 m, on se nykyään maatuulivoimaloissa jopa yli 140 metriä. Teho on kasvanut samalla 55 kilowatista maatuulivoimaloiden jopa 5000 kilowattiin ja merituulivoimaloiden yli 10000 kilowattiin. Samoin voimaloiden tornin korkeus on kasvanut 22 metristä Saksan korkeimpien voimaloiden lähes 180 metriin. Suomeen rakennetaan samanlaisia voimaloita kuin muille vastaaville tuulisuusalueille.

Esimerkiksi Suomi, Ruotsi, Baltia ja Saksa ovat metsäisiä alueita, jonne rakennettavissa tuulivoimaloissa on tyypillisesti pitkät ja lavat sekä korkeat tornit. Esimerkiksi Saksassa tyypillinen tuulivoiman tornikorkeus on 135-150, korkeimmillaan jopa 178 metriä (vuonna 2018). Suomessa uusien voimaloiden tornikorkeus on tyypillisesti 120-150 metriä.

Ensimmäisiin tuulivoimaloihin verrattuna modernien tuulivoimaloiden vuosituotto on yli satakertaistunut. Tämä on muun muassa aerodynamiikan kehittymisen ansiosta kasvaneen hyötysuhteen ja korkeampien tuulivoimaloiden, ja samalla parempien tuuliolosuhteiden ansiota. Vuosituoton kasvu ja voimalatekniikan kehittyminen kaikilta osin ovat laskeneet tuulivoimalla tuotetun sähkön hintaa hyvin voimakkaasti.

Kuva 2: Voimalavalmistaja Enerconin voimaloiden koon kasvu 1980 -luvulta lähtien.

Voimalan vuosituotto on voimalan vuodessa tuottama energia. Yksikkönä käytetään esim. kWh/a, MWh/a tai GWh/a. Vuoden 2017 aikana tuotettiin Suomessa 4,8 TWh tuulienergiaa, joka kattoi 5,6% Suomen sähkönkulutuksesta. Tällä vuosituotannolla voitaisiin kattaa Suomen suurimman sähkönkuluttajakunnan Helsingin vuotuinen sähköntarve. 

Tuulivoimaloiden luokittelu

Tuulivoimaloita voidaan luokitella usealla eri tavalla. Voimalat on perinteisesti jaettu pysty- ja vaaka-akselisiin voimaloihin. Voimalat voidaan jaotella myös toimintaperiaatteen mukaisesti tai voimalan säätötavan mukaisesti. Teollisessa tuulivoimatuotannossa käytetään nykyään pääasiassa vaaka-akselisia voimaloita, joissa on joko ns. suoravetotekniikka tai vaihteisto. Voimalat jaotellaan nykyään myös onshore- ja offshore-voimaloihin, eli maa- ja merituulivoimaloihin, koska merelle voidaan rakentaa suurempia voimaloita kuin maalle.