Tuuliturbiini

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Tuuliturbiini

Tuuliturbiini on kone, jolla tuulen eli virtaavan ilman liike-energiaa muutetaan turbiinin akselin pyörimisenergiaksi eli mekaaniseksi energiaksi. Akseli pyörittää edelleen sähköä tuottavaa generaattoria ja tuottaa tuulivoimaksi kutsuttavaa sähköä. Mikäli energia käytetään suoraan esimerkiksi jauhinkivien pyöritykseen, käytetään laitteesta nimitystä tuulimylly.

Usein tuuliturbiinista puhuttaessa tarkoitetaan koko tuulivoimalaitosta, johon turbiinin lisäksi kuuluu muun muassa generaattori, vaihteisto, masto ja perustukset.

Yleisimmän tuuliturbiinimallin rakenne on aksiaalinen, eli siinä ilma virtaa akselin suuntaisesti. Myös radiaalisia tuuliturbiineja valmistetaan, mutta ne soveltuvat lähinnä pienille tehoille, korkeintaan noin 25 kW.

Tuuliturbiinin suurin teoriassa mahdollinen hyötysuhde on 16/27 (eli noin 59,3 %), kuten Albert Betzin vuonna 1919 muotoilema Betzin laki osoittaa.[1]

Tuulivoimalaitoksia asennetaan yleensä lähekkäin niin sanotuiksi tuulipuistoiksi, joissa voi olla jopa satoja yksittäisiä tuuliturbiineja. Tuuliturbiinit eivät vaikuta toistensa toimintaan, kun ne sijoitetaan 5 kertaa potkurin pyörimiskehän halkaisijan päähän toisistaan. Tuulipuistoja on maalla, rannikolla ja merellä.

Tuulivoimalaitoksen tekniikka[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Tuulivoimalaitoksen rakentamisessa suuri tekninen haaste on se, että tuulen sisältämä energia on verrannollinen tuulen nopeuden kolmanteen potenssiin. Käytännössä tämä johtaa sellaisiin ratkaisuihin, että tuulivoimalaitos rakennetaan toimimaan vain tietyllä tuulennopeusalueella. Toisin sanoen se ei tuota sähköä pienellä ja pysäytetään hyvin suurella tuulennopeudella. Toinen ongelma on tuulen nopeuden tasaisuus. Tuotettavan vaihtosähkön täytyy olla verkon vaatimassa taajuudessa, joten huolimatta tuulennopeuden vaihteluista tuuliturbiinin pyörintänopeuden täytyy olla vakaa. Tämän vuoksi pyörintänopeutta säädetään tuuliturbiinin lapojen kulmaa muuttamalla. Myös generaattorin kuorman lisääminen eli tehon nosto jarruttaa turbiinia. Kun tuuliturbiinin lavat ovat kymmeniä metrejä pitkiä, ei sitä voi pyörittää kovin nopeasti ilman, että kiihtyvyys rikkoisi lavat. Vaikka tuulivoimalaitoksissa käytettävät generaattorit ovat tyypillisesti moninapaisia ja sen vuoksi hitaasti pyöriviä, joudutaan käyttämään vaihteistoja, joilla turbiinin akselin pyörintänopeus nostetaan riittävän suureksi generaattorille. Vaihtoehto vakionopeudella pyörivälle tuulivoimalalle on ratkaisu, jossa vaihtovirtageneraattorin tuottama sähkö muutetaan taajuusmuuttajalla verkkotaajuiseksi. Tällöin roottorin pyörimisnopeus ja generaattorin tuottaman sähkön taajuus voivat vaihdella.

Potkurityyppistä tuuliturbiinia käännetään tuulen suuntaan tuotannon maksimoimiseksi. Tätä varten mitataan niin tuulensuuntaa kuin tuulennopeutta. Nopeuden mittamiseen käytetään anemometria. Turbiinikoneistoa käännetään suuntauslaitteistolla.[2]

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Tuuliturbiini.

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • Chaline, Eric: 50 konetta, jotka muuttivat maailmaa (50 Machines that Changed the Course of History). Suom. Veli-Pekka Ketola. Quid Publishing, (suom. versio Moreeni 2013), 2012. ISBN 978-952-254-160-4. Suomi

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Sivunloppuun tulevien vaakanavigaatiomallineiden tekemiseen.

Mallineen parametrit
Parametri Kuvaus Tyyppi Oletus Tila
Avattavuus avattavuus ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
Aihe aihe ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
Kuva kuva ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
Lisätyylit lisätyylit ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
Otsikko otsikko Otsikko unknown tyhjä pakollinen
Sijoitus sijoitus ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
Oletus oletus ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
Header header ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
R1 r1 Ensimmäisen alikohdan otsikko unknown tyhjä valinnainen
C1 c1 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
L1 l1 Ensimmäisen alikohdan sisältö unknown tyhjä valinnainen
R2 r2 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
C2 c2 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
L2 l2 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
R3 r3 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
C3 c3 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
L3 l3 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
R4 r4 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
C4 c4 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
L4 l4 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
R5 r5 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
C5 c5 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
L5 l5 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
R6 r6 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
C6 c6 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
L6 l6 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
R7 r7 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
C7 c7 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
L7 l7 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
R8 r8 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
C8 c8 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
L8 l8 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
R9 r9 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
C9 c9 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
L9 l9 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
R10 r10 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
C10 c10 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
L10 l10 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
R11 r11 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
C11 c11 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
L11 l11 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
R12 r12 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
C12 c12 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
L12 l12 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
R13 r13 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
C13 c13 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
L13 l13 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
R14 r14 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
C14 c14 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
L14 l14 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
R15 r15 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
C15 c15 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
L15 l15 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
R16 r16 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
C16 c16 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
L16 l16 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
R17 r17 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
C17 c17 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
L17 l17 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
R18 r18 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
C18 c18 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
L18 l18 ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
Footer footer ei kuvausta unknown tyhjä valinnainen
Tämä tekniikkaan liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.