Haku
EN
FI | EN

 

Tietoa tuulivoimasta

Jäätäminen

Jäätämistä on olemassa kahta eri päätyyppiä: jäätäviä sateita sekä pilvijäätämistä. Molemmille prosesseille yhteistä on se, että lämpötila pysyy pakkasen puolella. Huomionarvoista on myös se, etteivät lumisateet aiheuta jään kertymistä, sillä lumihiutaleet ovat ns. kuivia hydrometeoreita ja kimpoavat pois törmätessään kiinteään pintaan.

Jäätäviä sateita esiintyy Suomessa kohtalaisen harvoin, ja niiden vaikutukset tuulivoimaan ovat melko pienet. Sadepisaran suuresta koosta johtuen sillä on sisäistä lämpöenergiaa jolloin pisara muodostaa sileäpintaisen jääkerroksen. Alijäähtynyt sadepisara ikään kuin sivelee itsensä tasaiseksi kerrokseksi jäätävään pintaan.

Jäätävät sateet liittyvät yleensä lämpimän ilmamassan lähestymiseen, kun lämmintä kosteaa ilmaa työntyy kylmän ja kuivan ilmamassan päälle. Pudotessaan kylmän kerroksen läpi nestemäiset sadepisarat alijäähtyvät ja kohdatessaan kiinteän pinnan pisarat jäätyvät. Toinen syntytapa jäätävälle sateelle on, että lumihiutaleet sulavat pudotessaan lämpimämmän ilmamassan läpi ja alijäähtyvät kohdatessaan jälleen kylmää ilmaa lähempänä maanpintaa.

Pilvijäätämistä esiintyy Suomen olosuhteista jäätäviä sateita useammin. Tässä prosessissa jäätä aiheuttavat sadepisaroita huomattavasti pienemmät pilvipisarat. Jos ilmassa ei ole riittävästi epäpuhtauksia eli ns. jäätymisytimiä eivät pilvipisarat muodosta kiinteitä jääkiteitä vaan pysyvät nestemäisessä muodossa ja alijäähtyvät. Matalalla liikkuvat alijäähtyneistä pisaroista muodostuneet pilvet voivat siis osua tuuliturbiinien kohdalle ja muodostaa jääkerroksen turbiinin rakenteisiin. Kohdatessaan kiinteän pinnan alijäähtyneet pisarat jäätyvät välittömästi, koska pilvipisaroiden sisäinen energia on niin pieni. Nopean jäätymisen johdosta muodostuu karhea jääkerros.

Karhean jääkerroksen kertyminen tuulivoimalan lapoihin muuttaa lavan aerodynaamisia ominaisuuksia niin, että noste heikkenee, kun virtaus pyrkii irtoamaan lavan pinnasta. Näin tuulesta ei saada täyttä tehoa irti, joka puolestaan aiheuttaa tuotantotappioita.

Tuulivoimaloiden lapojen jäätymistä estämään on kehitetty jäänesto ja -tunnistusjärjestelmiä.

 

Lähteet:

Ilmatieteen laitos