Tuulivoima ja Pienoistuulivoimaloiden testauslaitteisto

Abstract

Tuulivoimaa kannattaa kehittää sen periaatteellisen päästöttömyyden ja polttoaineriippumattomuuden vuoksi. Tuulivoimalla ei pystytä ainakaan vielä korvaamaan täysin muita sähkön tuottotapoja, mutta tuulivoima-ala kasvaa jatkuvasti. Paras tapa kehittää tuulivoimaa on suunnitella parempia tuulivoimaloita ja etsiä tuuliolosuhteiltaan hyviä tuotantopaikkoja.

Työn tavoitteena oli tehdä opintokäyttöön järjestelmä, jolla voidaan testata pienoistuulivoimaloita. Työ tehtiin Savonia-ammattikorkeakoululle. Työssä rakennettiin ensin suljetun kierron tuulitunneli. Ilmavirtaus tunneliin tehdään ilmastointipuhaltimella. Tuulitunnelissa on testausasema, johon testattavat tuuliturbiinit sijoitetaan. Järjestelmän mittauksia luetaan sille tehdyllä ohjelmalla, joka tehtiin LabVIEW-ohjelmistolla. Ohjelmalla ohjataan myös järjestelmän ilmavirtausta.

Testausjärjestelmällä voidaan testata tuulivoimaloita, joiden roottorin halkaisija on alle 630 mm. Järjestelmällä pystytään tuottamaan testausasemaan 17,5 m/s oleva ilman virtausnopeus. Tämä virtausnopeus on riittävä, jos tarkastellaan voimalan tuottoa tuulen kuukausittaisen keskinopeuden kannalta.

It is worthwhile to develop wind power for it requires no fuel and, in theory, it produces no emissions. Wind power can not replace other forms of energy production completely, at least not yet, but wind power industry is growing continuously. The best way to develop wind power is to design better wind turbines and to seek areas with good wind conditions.

The goal of this study was to build a system for study purposes, with which small scale wind turbines can be tested. The study was done for the Savonia University of Applied Sciences. First part of the study was to build a closed circuit wind tunnel. The airflow in the tunnel is made with a ventilation fan. The wind tunnel has a test section where the wind turbines, that are to be tested, are placed. The measurements of the system are read with a computer program made for the system. The program was made with LabVIEW-program. The program is also used to control the airflow in the system.

With the test system wind turbines with a rotor diameter of less than 630 mm can be tested. The system is able to produce an airflow of 17,5 m/s to the test section. Airflow of this magnitude is enough, if a turbine's power output is considered as result of a monthly speed average of the wind.