Tuulivoimalan automaattinen käynnistyminen tuuliolosuhteiden perusteella
Salo, Juha (2013)
Salo, Juha
Tampereen ammattikorkeakoulu
2013
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201305117787
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201305117787
Tiivistelmä
Tämän työn tavoitteena oli tutkia ja määrittää tuuliolosuhteet, joiden perusteella Tampereen ammattikorkeakoululla oleva pientuulivoimala kannattaa kytkeä sähköverkkoon. Pientuulivoimalan toimintaa mallinnettiin koulun sähkölaboratoriossa olevalla laitteistolla, joka koostui samoista laitteista ja generaattorista, kuin koulun pihalla oleva oikea tuulivoimala.
Ennen tehomittauksia täytyi selvittää laitteiston toiminta ja saada se toimimaan. Tutkimuksessa mitattiin generaattorin tuottamaa ja verkkoon syötettyä tehoa sen ollessa horros-, valmius- ja tuotantotilassa. Vertaamalla generaattorin eri tuulennopeuksilla tuottamaa tehoa tuulivoimalan kuluttamaan tehoon, nähdään millä tuulennopeudella generaattorin teho ylittää riittävästi valmiustilassa olevan laitteiston tehonkulutuksen.
Pelkkä tehojen vertailu ei yksin riitä käynnistämisen perustaksi. Tehon ylityksen täytyy olla myös kestoltaan riittävän pitkä, jotta voimala kannattaa kytkeä verkkoon. Koska tehorajan ylittämisen hetki ja kestoaika eivät voi olla ennakolta tiedossa, täytyy voimalan oikeaa kytkeytymishetkeä selvittää kokeellisin mittauksin ja analyysein.
Saadut mittaustulokset ja laskelmat ovat tehty Tampereen ammattikorkeakoulun pientuulivoimalalle laboratorio-olosuhteissa ja pätevät lähinnä sille. Saatuja tuloksia voidaan kuitenkin soveltaa myös muille pientuulivoimaloille, tietyin varauksin.
Ennen tehomittauksia täytyi selvittää laitteiston toiminta ja saada se toimimaan. Tutkimuksessa mitattiin generaattorin tuottamaa ja verkkoon syötettyä tehoa sen ollessa horros-, valmius- ja tuotantotilassa. Vertaamalla generaattorin eri tuulennopeuksilla tuottamaa tehoa tuulivoimalan kuluttamaan tehoon, nähdään millä tuulennopeudella generaattorin teho ylittää riittävästi valmiustilassa olevan laitteiston tehonkulutuksen.
Pelkkä tehojen vertailu ei yksin riitä käynnistämisen perustaksi. Tehon ylityksen täytyy olla myös kestoltaan riittävän pitkä, jotta voimala kannattaa kytkeä verkkoon. Koska tehorajan ylittämisen hetki ja kestoaika eivät voi olla ennakolta tiedossa, täytyy voimalan oikeaa kytkeytymishetkeä selvittää kokeellisin mittauksin ja analyysein.
Saadut mittaustulokset ja laskelmat ovat tehty Tampereen ammattikorkeakoulun pientuulivoimalalle laboratorio-olosuhteissa ja pätevät lähinnä sille. Saatuja tuloksia voidaan kuitenkin soveltaa myös muille pientuulivoimaloille, tietyin varauksin.