Investigation of the energy payback of the Mervento 3.6-118 wind turbine

Abstract

This thesis is done as an energy-payback investigation on a wind turbine of the prototype Mervento 3.6-118. The energy payback shows how long it will take until the wind turbine has produced the same amount of energy that was needed for the manufacture, transport and erection of the turbine. The study was done as a part of Mervento's environmental management system while the company was getting certified according to ISO 14000. Information concerning components, materials and transport distances was collected via discussions with Mervento's personnel, reviews of design documents and literary studies. The collected data was handled with the lifecycle assessment software SimaPro, and general background data concerning transports, materials and industrial processes from SimaPro's database was utilized. The results from the calculation show that the energy payback for the prototype (125 meters high) is 10.76 months and the energy payback for the shorter tower option (90 meters high) is 9.69 months. This is slightly higher than average, but can be explained by the fact that recycling of the steel tower is not included in the calculation. However, the results should not be used in direct comparison to other studies, since the system boundaries vary between studies. The results further show that the major part of the energy consumption stems from the steel tower, but the manufacture of glass fibre in the blades and the copper in the generator also consume a lot of energy.

Detta examensarbete är en energibalanskalkyl gjord på ett vindkraftverk av prototypen Mervento 3.6-118. Energibalansen berättar hur länge det tar innan vindkraftverket har producerat lika mycket energi som krävdes vid tillverkningen, transporten och resningen av turbinen. Studien gjordes som en del av Merventos miljöledningssystem i samband med att företaget certifierade sig enligt ISO 14000. Information om komponenter, material och transportsträckor samlades ihop med hjälp diskussioner med Merventos personal, genomgång av designdokument och litteraturstudier. Den insamlade datan behandlades med livscykelanalys-mjukvaran SimaPro och generell bakgrundsdata om transporter, material och industriella processer från SimaPros databas utnyttjades. Resultatet från kalkylen visar att energibalansen för prototypen (125 m högt) är 10,76 månader och energibalansen för det kortare tornalternativet (90 m högt) är 9,69 månader. Detta är aningen högre än genomsnittet, men kan bero på att återvinningen av ståltornet inte är inkluderat i beräkningen. Resultaten bör dock inte användas i direkta jämförelser med andra studier eftersom systemgränserna varierar mellan studier. Resultaten visar också att största delen av energikonsumtionen beror på ståltornet, men också glasfibervingarna och kopparn i generatorn kräver mycket energi.

Tämä opinnäytetyö on energiataselaskelma joka on tehty Mervento 3.6-118-tuulivoimalalla. Energiatase kertoo, kuinka kauan kestää ennen kuin tuulivoimala on tuotannut yhtä paljon energiaa kuin sen valmistus, kuljetus ja pystytys kuluttavat. Tutkimus tehtiin osana Merventon ympäristöjärjestelmää samassa yhteydessä kuin yritys haki ISO 14000-sertifiointia. Tietoa komponenteista, materiaaleista ja kuljetusmatkoista kerättiin muotoilu-dokumenteista, keskustelemalla henkilökunnan kanssa sekä kirjallisuustutkimuksen avulla. Kerätty tieto käsiteltiin elinkaariarviointiohjelmisto SimaPron avulla ja yleiset taustatiedot kuljetuksista, materiaaleista ja teollisista prosesseista haettiin SimaPron tietokannasta. Tulokset näyttävät, että korkeamman tornin (125 m) energiatase on 10,76 kuukautta ja matalamman vaihtoehdon energiatase on 9,69 kuukautta. Tämän on hieman keskiarvon yläpuolella ja se voi johtua siitä että laskelma ei sisällä terästornin kierrätystä. Tuloksia ei kuitenkaan saisi käyttää suorassa vertailussa, koska järjestelmärajat vaihtelevat tutkimuksesta toiseen. Tulokset kertovat myös että suurin osa kulutuksesta johtuu terästornista mutta myös lapojen lasikuitu ja generaattorin kuparin valmistus kuluttavat paljon energiaa.