Tuulivoimalan automaattinen käynnistyminen tuuliolosuhteiden perusteella

Abstract

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.

The goal of this project was to investigate the wind conditions and determine, whether to plug in the small-scale wind turbine at Tampere University of Applied Sciences. Functioning of the small scale wind turbine was modeled with the same type of apparatus from our school’s electricity labs.

The research was about amounts of electric power the generator supplied the electric power network with, as it was on hibernate-, stand by or generation mode. By comparing the amount of power generated with the amount of power spent, can be discovered at what wind velocity does the generator make itself useful.

The gained results of measurements and calculations have been done about our school’s small-scale wind turbine and mostly do apply only for it.