2. SISÄLTÖ
• Tuulen käyttäytyminen
• Voimalan tuotanto
• Tuuliatlas
• Tuuliatlas-arvio
• FMI laskenta
• Lyhyt SODAR-mittaus
• Pitkän ajan datan korrelaatio
• Kokonaisvaikutus
3. SELVITYKSEN TAVOITE
• Selvitys on tehty osana ”Hybridienergian avaimet käteen
-palvelukonseptin pilotointi” projektia elo-joulukuussa 2011
• Tavoitteena on selvittää tuulimittausten tarkkuden vaikutusta
tuulivoimaa sisältäviin hybridiprojekteihin
• Lyhyellä jaksolla suoritettu mittaussarja ei riitä antamaan
lopullista arviota asennettavan voimalan tuotannosta, mutta
auttaa määrittämään vaadittavan tarkkuustason todellisissa
hankkeissa
• Laskennoissa on käytetty yhtä konkreettista kohdetta, jossain
muussa kohteessa eri laskentatapojen keskinäisvertailu voi
tuottaa eriävät tulokset!
6. TUULEN KÄYTTÄYTYMINEN
• Tuuli muodostuu isoista virtauksista (ennustettavissa
mallinnuksella ja säähavainnoilla) sekä paikallisvirtauksista
(riippuvat maastosta, lämpötilaeroista, teksturista jne)
• Noudattaa tilastollisia lainalaisuuksia, määriteltävissä
Weibull-käyrällä (keskiarvo, kerroin)
• Tärkeitä arvoja: keskimääräinen nopeus, maksiminopeus,
puuskaisuus, suunta, vaakatason poikkeama, tiheys
• Tuulisuus vaihtelee voimakkaasti vuosittain, mittaukset aina
täytyy suhteuttaa pitkän ajan dataan
12. VOIMALAN TUOTANTO
• Huipunkäyttöaika
• Käytettävyys
• Merkittäviä häviöitä:
– Omakäyttö n. 0,2 – 1,0 %
– Siirtohäviöt n. 0,2 – 1,0 %
– Pysäytykset (verkon käytettävyys,
rajoitukset, jään muodostuminen,
myrskyt...)
13. TUULIATLAS
• www.tuuliatlas.fi
• TEM:n tilaama, MOTIVA:n koordinoima sekä Ilmatieteenlaitoksen
toteuttama palvelu jolla pystytään tarkastelemaan keskimääräistä tuulisuutta
ympäri Suomea
• Perustuu sääennustusmalliin. Mallilla on tehty ennusteet uudelleen usean
vuoden ajalta ja ennusteista on laskettu yleinen tuuliklimatologia jokaiseen
hilaan (eli perustuu sääennustukseen, ei todelliseen tuulimittaukseen. Itse
tuulimittauksia on käytetty ennen sääennustusmallin ajon aloitusta lähtötilan
määrittämiseen, eli prosessin edellisessä askeleessa)
• “suositut alueet” on mallinnettu 250x250 m hilalla, muut 2,5x2,5 km ruuduin
• Jokainen ruutu huomioi korkeuserot ja peitteisyyden keskiarvoina
• Taulukkomuodossa tiedot 50 – 400 m korkeudelta, karttaliittymässä 50, 100
sekä 200 m
17. LYHYT SODAR MITTAUS
• Äänipulssimittaukseen perustuva SODAR-
mittaus tehdään siirrettävällä mittalaitteella,
joka tallentaa 10 min keskiarvot ja siirtää ne
myös palvelimelle
• Normaali mittausjakso käsittää n. 12 kk,
yksittäisvoimalan tapauksessa joskus
käytetään lyhyempiä jaksoja
• Laitteen vuokra on 3000 - 5000 eur/kk
• Muita vaihtoehtoja ovat LIDAR-mittaus
(kalliimpi) sekä mastoihin kiinnitettävät
kuppimittarit (vaativat vähintään 70 m
mastoa lähialueella)
• Lisäksi datan analysointi kustantaa
laajuudesta riippuen 3000 – 15000 eur
18. LYHYT SODAR MITTAUS
SODARin mittauslaatu huononee ylöspäin mentäessä, lisäksi tuulen
nopeusmittausten tarkkuus on vähemmän tarkka kuin kalibroiduilla
kuppimittareilla:
19. LYHYT SODAR MITTAUS
Jos 3 kk:n mittaamisen jälkeen oletetaan, että tuulisuus on koko ajan sama ja
lasketaan tuotantoarvio sen perusteella, niin saadaan:
20. PITKÄN AJAN DATAN
KORRELAATIO
Tuulisuus kuitenkin vaihtelee eri vuoden aikoina sekä eri vuosina:
21. PITKÄN AJAN DATAN
KORRELAATIO
Jolloin tarkastellaan pitkän ajan mittausdatan sekä tehdyn mittauksen
keskinäiskorrelaatiota:
22. PITKÄN AJAN DATAN
KORRELAATIO
Mikäli korrelaatio on riittävän hyvä, tehdään lyhyen ajan dataan korjaus
joka suhteuttaa tuotantoarvion pitkän ajan dataan:
24. PITKÄN AJAN DATAN
KORRELAATIO
• Iso tuulivoimala on miljoonaluokan investointi, eikä sitä saa
perustaa “muillakin pyörii” ajatteluun
• Mittauksen laatu, kesto sekä vertailudatan laatu vaikuttaa
suoraan voimalan tuotantoarvion tarkkuuteen ja siitä kautta
oletettuun tuottoon
• Ottaisitko kolmen miljoonan euron lainan, jos korko
olisi “jotain 1,0% ja 10,0% välillä”?
• Paljonko olet valmis maksamaan “lainan koron
varmuudesta”?