Kuka keksi tuulivoiman?
Tuulivoiman hyödyntäminen on hyvin vanha ajatus. Sitä on käytetty monissa muinaisissa kulttuureissa useimmiten veden pumppaamiseen. Varsinaista keksijää en osaa nimetä. Sähköä tuottavan tuulivoimalan isä on tanskalainen Poul la Cour (1846-1908), joka oli alun perin meteorologi. Hän rakensi ensimmäisen sähköä tuottavan tuulivoimalan vuonna 1891. Vuonna 1918 Tanskassa noin 120 paikallisella sähköyhtiöllä oli tuulivoimala, tyypillisesti kokoluokassa 20 kW - 35 kW. Yhteensä asennettua kapasiteettia oli noin 3 megawattia, joka vastasi noin kolmesta prosentista Tanskan sähköntuotannosta. Suomessakin oli ennen 30-luvulla alkanutta vesivoimabuumia paikallisessa käytössä tuhansia pieniä tuulivoimaloita.
Tuulet syntyvät maapallon pyörimisliikkeestä - voisiko tämän pyörimisliikkeen energiaa sellaisenaan hyödyntää?
Suurin osa tuulista syntyy päiväntasaajan ja napojen lämpötilaerojen vaikutuksesta. Päiväntasaajalla kuuma ilma kohoaa ylöspäin ja navoilla jäähtyvä ilma laskee alaspäin. Tästä syntyy korkeapaineita ja matalapaineita, joita kohden tuulet maanpinnalla vaeltavat. Maapallon pyörimisliike kyllä ohjaa tuulen suuntaa, mutta ei varsinaisesti synnytä sitä. Maapallon pyörimisliikkeen energian höydyntäminen kasvattaisi päivän pituutta, joka ei liene kovin suotavaa. Lämpötilaerojen hyödyntäminen napojen ja päiväntasaajan välillä kuulostaa aika hurjalta, vaatisi todella pitkiä erinomaisen hyvin eristettyjä putkia. Ei taida olla mahdollista nykytekniikalla. Merivirrat tosin voisivat olla mahdollisuus siihen suuntaan.
Kuinka paljon tuulivoima tuottaa energiaa päivässä/kuukaudessa/vuodessa?
Yhden megawatin tuulivoimala tuottaa normaalituulisena päivänä kohtuullisen tuulisella paikalla (n. 7,5 m/s keskituulennopeus) noin 0,3 * 1000 kW * 24 h = 7 200 kWh, joka on kuukaudessa 216 000 kWh ja vuodessa 2,6 GWh.
Kuinka monta kierrosta propelli pyörii maan pyörähtämisajassa? Maa pyörähtää ympäri 86164,1 sekunnissa.
Riippuu voimalan koosta ja tuulen nopeudesta. Suurempien voimaloiden propelli pyörii hitaammin kuin pienempien, koska siiven kärkinopeus on syytä pitää aisoissa. Liian kova nopeus siiven kärjessä tekisi tuulivoimaloista äänekkäämpiä. Yhden megawatin voimalan propelli, joka pyörii 13-15 kierrosta minuutissa heikoilla tuulilla ja 20-22 kierrosta kovilla tuulilla, ehtii pyörähtämään 20.000-30.000 kertaa vuorokaudessa.
Montako ihmistä tarvitaan pyörittämään yhtä (1) voimalaa?
Jos voimalasta on jarrut pois päältä ja siivet käännetty pois tuulesta, niin luulisin homman käyvän yhdeltä ihmiseltä. Jos sen sijaan halutaan pyörittää voimalaa niin lujaa, että se tuottaisi saman tehon kuin tuuli parhaimmillaan, niin yhden megawatin voimala vaatisi ehkä noin 1000 raavasta miestä tai naista. Tämä perustuu olettamukseen, että ihminen jaksaa yhdessä sekunnissa nostaa 98 kiloista painoa metrin verran ylöspäin. Näin saatu teho on kuitenkin hyvin hetkellinen. Pidemmän päälle tarvittaisiin paljon enemmän ihmisiä. Megawatin teho vastaa 98.000 kilon painoisen painon nostamista metrin verran sekunnissa ylöspäin. 5000 henkeä kuulostaa mahdolliselta.
Miksi tuulivoima on parempi kuin aurinkoenergia?
Hauska kysymys. Vaikea sanoa pitääkö väite edes paikkaansa. Tässä kuutenkin muutamia näkökulmia. Täytyy muistaa että tuulivoimakin on auringon energiaa. Tuulivoima on taloudellisesti huomattavasti halvempi tapa tuottaa sähköä kuin aurinkopaneelit. Toisaalta aurinkolämmöllä talojen lämmittäminen voi olla hyvinkin edullista, mikä ei tosin ole verrattavissa tuulivoimaan, koska sillä tuotetaan sähköä eikä suoraan lämpöä. Tuulienergian hyödyntäminen nojaa perinteiselle teknologialle ja siihen tarvittavat komponentit ovat suhteellisen halpoja. Ero suurien tuulivoimaloiden tuottaman sähkön ja aurinkosähkön hinnassa on Suomen leveysasteilla ja tämän päivän hinniolla noin kymmenkertainen. Ympäristönäkökulmasta tuulivoimalat tuottavat niiden rakentamiseen kuluvan energian takaisin 3-6 kuukaudessa, kun aurinkopaneeleilla siihen menee materiaalityypistä ja sijoituspaikasta riippuen yhdestä viiteen vuotta. Aurinkopaneeleissa myös käytetään enemmän ongelmallisia materiaaleja kuin tuulivoimassa. Tuulivoima on hyvin lähellä perinteisten tuotantomuotojen hintoja ja saavuttanee ne 5-15 vuoden aikavälillä. Aurinkosähköllä tähän on huomattavasti pidempi matka, mutta sen suhteen on vaikea sanoa miten halvaksi se voi tulla. Massatuotannolla saavutettava hinnan lasku voi aurinkopaneeleilla olla selvästi suurempi kuin tuulivoimaloilla. Aurinkopaneelit ovat huoltovapaampia kuin tuulivoimalat, jonka vuoksi ne sopivat erityisen hyvin vaikeisiin ja kaukaisiin kohteisiin. Tuulivoimalatkin vaativat kyllä melko vähän huoltoa. Tuulivoiman ennustettavuus on hiukan huonompi kuin aurinkovoiman. Toisaalta Suomessa energiankulutus ja tuulivoimatuotanto korreloivat hyvin eli talvella tuulee paremmin kuin kesällä. Aurinko ei talvella kovin paljoa paista. Kysymys on siis hyvin moniulotteinen, varsinkin jos pitäisi ennustaa pitkälle tulevaisuuteen. Pidän tuotantomuotoja mieluummin toisiaan täydentävinä kuin kilpailijoina. Nykymaailmassa taloudellisuuden merkitys on valitettavan suuri, joten siinä mielessä tuulivoimalla on selkeä etulyöntiasema aurinkosähköön verrattuna ainakin Suomen leveysasteilla.
Miten energiaa voi säästää?
Vaikka kysymys ei suoranaisesti tuulivoimaan liitykään, niin on hyvä aina muistaa että tuulivoimaakin paljon parempi tapa vähentää ihmisen vaikutuksia ympäristöön on säästää energiaa. Muutama neuvo tavalliselle kuluttajalle: Vaihda energiansäästölamppuihin. Pidä vempaimet ja lamput pois päältä, kun et niitä tarvitse. Sulata jääkaappi ja pakastin riittävän usein. Osta ruoka- ja muita kulutustuotteita, joihin on sitoutunut mahdollisimman vähän energiaa (vähän kuljetettua ja mieluiten pakkaamatonta, kannattaa muistaa, että myös lannoitteissa kuluu huomattavia määriä energiaa). Kuluta vähemmän, suurin osa käyttämästäsi energiasta sisältyy tavaroihin ja ruokaan. Alenna huoneenlämpöä (lisää vaikka samalla sisävaatetusta). Vähennä henkilöauton käyttöä ja lentämistä. Varmista, että pakastimen takana on esteetön ilmanvaihto. Maalämpöpumpuilla voi säästää hyvin suuren osan lämmitysenergiasta. Sähkömoottorit voisi varustaa taajuusmuuttujilla. Kahden viimeisen avulla voitaisiin säästää useamman ydinreaktorin tuotannon suuruinen määrä energiaa.
Tuulivoimasta peruskouluikäisille sopivia tietopaketteja esitelmäntekoa ja tulevaisuutta varten!
Miten sähkönmyyjät takaavat, että tuulivoimaa ei myydä enemmän kuin tuotetaan?
Energiamarkkinavirasto (entinen sähkömarkkinakeskus) periaatteessa valvoo sähköyhtiöiden toimintaa. Lisäksi yhtiöiden on raportoitava osana tilinpäätöstään, ja myös Tilastokeskuksen energiatilastointia varten, minkä verran yhtiö on vuoden aikana hankkinut sähköä eri hankintalähteistä ja minkä verran se on myynyt ns. korvamerkittyä sähköä (siis esim. tuulisähköä). Virheellisen tiedon esittäminen yhtiön tilinpäätöksessä olisi talousrikos, ja sellaisista kiinnijäämiseen ei sähköyhtiöillä nykyisessä tiukassa kilpailutilanteessa yksinkertaisesti olisi varaa. Käytännössä tällä hetkellä tuulivoimatuotantoa on melkein jokaisella sitä tuottavalla yhtiöllä kuin myyntiä, joten ylilyöntejä tuskin tapahtuu. EU:lta on tulossa direktiivi, joka määrää jäsenvaltiot toteuttamaan sähkön alkuperän tarkistuksen. Tämä tulee koskemaan kaikkea sähköntuotantoa.