Tuulivoimala

Green Campuksen tuulivoimala on pystytetty yliopiston edustalla sijaitsevaan puistoon. Voimala on osa yliopiston älykästä sähköverkkoa ja toimii tutkimus- sekä opetusympäristönä.

20 kilowatin tuulivoimalan tornin korkeus on 30 metriä ja roottorin halkaisija 12 metriä. Green Campuksen symboliksi rakennettu tuulivoimala sijaitsee Tervahaudanpuiston rantatöyräällä, maaston korkeimmalla kohdalla. Turbiini on rakennusten ja mäkien saartama kolmelta ilmansuunnalta ja vallitsevat tuulensuunnat ovat lounaasta. 

Laitteen arvo piilee opetus-, tutkimus- ja demonstraatiokäytössä

Oma tuulivoimala antaa tutkijoiden käyttöön aidon tutkimusvälineen ja todelliset käyttöolosuhteet. Tuulivoimala on moderni tuotekehityslaboratorio, joka soveltuu hyvin tutkimus, harjoittelu- ja oppilastyökohteeksi. Voimala mallintaa suuritehoisia suoravetoturbiineja, jolloin se havainnollistaa hyvin megawattikokoluokan turbiiniteknologiaa, sen toimintaperiaatetta ja laiteratkaisuja. Erityisesti sähkökäyttötekniikka on identtistä suurten tuotantokoneiden kanssa.

Tuulivoimalasta saatava energia syötetään LUT Energian laboratorioon, mikä mahdollistaa monipuoliset sähköntuotannon ja jakeluverkoston tutkimukset.

Turbiinin mahdollisia kehityskohteita ovat voimalan siipien edelleen kehittäminen sekä mittaustekniikka. Uusilla matalampiin keskituuliin soveltuvilla siivillä on mahdollista parantaa tuulivoimalan kapasiteettikerrointa ja kehittämällä turbiinin mittaustekniikkaa voimalasta on mahdollista saada entistä monipuolisempia mittaritietoja.

Myös rakenteiden optimointi, rakenteiden värähtelyjen hallinta, materiaalitekniikka, kunnossapidettävyys sekä rakenteiden ja osien edullinen valmistettavuus kiinnostavat niin tutkijoita kuin tuulivoima-alan yrityksiäkin.

Kasvava tuulienergian tuotanto johtaa tarpeeseen lisätä niiden kunnossapitoon liittyvää tietämystä ja käytännön osaamista. Tätä osaamista kehitetään LUTissa. Myös Etelä-Karjalaan sijoittuneet alan yritykset hyötyvät tutkimuskäyttöön tarkoitetusta tuulivoimalasta.

Tekniikka lyhyesti

  • Turbiinin siiven pituus: 6 m
  • Maston ja lavan yhteiskorkeus: n. 36 m
  • Rakenne: vahvistettua lasikuitua oleva vaaka-akselinen kolmilapainen turbiini
  • Mitoitustuulennopeus (optimipiste): 11 m/s
  • Vaatii pyöriäkseen tuulta yli 3 m/s, heikommalla tuulella ei pyöri lainkaan
  • Kun tuuli on yli 20 m/s, tuulivoimala pysäytetään ja naselli käännetään poikittain tuulen suuntaan nähden
  • Kun sähköverkon puolelta häviää jännite eli tulee sähkökatkos, myllyn tuotannon pysäyttää suojarele. Suojareleistys on mikrotuotannon verkkoon liittämisen ohjeistuksessa turvallisuussyistä
  • Oletettu melumäärä siipien keskipisteessä (napakorkeudessa) 30 metrin korkeudessa noin 60 dB, kun tuulen voimakkuus on 10 m/s, mikä vastaa yleistä liikenteen melua (n. 55–75 dB)

Suurin mitattu hetkellisteho 26 kW

  • Aerodynaaminen hyötysuhde 20 kW kokoiselle turbiinille on luokkaa 20-30 % (tuulen liike-energiasta mekaaniseksi energiaksi)
  • Mekaanisen energian muunto sähköiseksi Green Campuksen turbiinissa on arviolta 60-80% toimintapisteestä riippuen
  • Green Campuksen tuulivoimalan kohdalla takaisinmaksuaika ei ole relevantti johtuen voimalan käyttötarkotuksesta sekä sijainnista katvealueella. Keskimääräisellä kapasiteettikertoimella (8%) takaisinmaksuaika nollakorolla on noin 35 vuotta, kun hintaoletus on 70 000 € ja huoltokustannukset 100 €/v. Tämänkaltaisiin lukemiin voidaan päästä korkeassa ja avoimessa mäkimaastossa tai rannikolla avoimessa maastossa.

Seuraa reaaliaikaisia tuotantolukemia osoitteesta www.lut.fi/green-campus/alykas-sahkoverkko-smart-grid/tuotantolukemia .