Modernit tuulivoimalat

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Satuin ihan vahingossa eksymään tälle foorumille ja huomasin että täällä on aika paljonkin tuulivoimasta ja tuulivoimaloista ollut puhetta. Haluaisin nyt nimenomaan tuulivoimaloista oikaista muutaman harhakäsityksen kun vähän huvituin kun luin noita kommentteja. Sinänsä en halua ottaa kantaa siihen onko tuulivoiman rakentaminen järkevää se on poliittinen kysymys ja itse olen kiinnostunut tekniikasta.

Taustaa: Työsketelen tuotekehitys insinöörinä suomalaisessa yrityksessä joka valmistaa tuulivoimaloihin generaattoreita sekä tehonmuokkaimia...

Nykyään suosituin tekniikka alkaa olla Suoravetoinen kestomagneettigeneraattori johon on liitetty tehonmuokkain.

Kestomagneettigeneraattori= Tahtikone jonka roottorissa ei ole perinteistä käämitysta vaan kestomagneetit. Suoravetoisuus taas tarkoittaa sitä, että staattorin napaparilukua on kasvatettu niin paljon että huippu pyörimisnopeus generaattorille on 14-20 rpm:ää. Tämä siis tarkoittaa että vaihteistoa ei enää uusissa tuulivoimaloissa tarvita. Vaihteistohan on se komponentti joka synnyttää melua tuulimyllyissä.

Tehonmuokkain on taas tehoelektroniikkaa sisältävä sähkäkojeisto joka muuttaa generaattorin muuttuvalla nopeudella kehitetyn vaihtovirran verkolle sopivaksi 50Hz vaihtosähköksi. Uusissa tuulivoimaloissa generaattori ei siis ole enää suoraan verkkoon liitetty vaan se voi pyöriä vapaasti tuulennopeudesta riippuen. Tämä tarkoittaa, että jo alhaisilla tuulenopeuksilla voidaan tuottaa tehoa ja ennen kaikkea hyötysuhde on parempi.

Generaattorissa syntynyt teho ensin tasasuunnataan invertterillä tasasähköksi DC välipiirin josta se edelleen vaihtosuunnataan verkkoon toisella invertterillä. Verkkoinvertterillä on mahdollista lisäksi säätää verkon loistehoa jos niin halutaan, sillä voi tuottaa tai kuluttaa. Virta joka verkkoinvertteristä lähtee verkkoon on hyvin puhdasta siniä ei siis mitään räpellystä. Tehokerroin on just eikä melkein tasan yksi silloin kun loisteho-ohjetta pidetään nollilla.

Kaikki tämä on siis nykyaikaisen invertteriteknologian, sekä kestomagneettien kehittymisen ansiota.

Pitää ymmärtää että kehitys kulkee eteenpäin ja ne vanhat pikkuiset 100-200kW tuulimyllyt mitä Suomeenkin on pystytetty moneen paikkaan ovat vain reliikkejä menneisyydestä.

Esim Kiinalainen Goldwind pystyttänee tänävuonna 600-1200 MW edestä tuulivoimaa Kiinaanmaalle tarkoittaa käytännössä 400-800 tuulimyllyä. Goldwindin markkinaosuus taitaa olla jotain 30% luokkaa Kiinassa... Suomessa on tällähetkellä kokonaiskapasiteetti 110 MW, tarkistin VTT sivuilta. Pointti on se, että kun täällä vaan ruikutetaan miten tuulivoima ei toimi käytännössä, niin muualla toimitaan ja kasvavaan tahtiin.

Sivut

Kommentit (152)

Vierailija

Tervetuoloa foorumille.

Ilmeisesti sinulle ei tarvitse kertoa mikä on nimellisteho, vaikka unohdit sen mainita.
Toisaalta voisit kertoa miten materiaalien hintakehitys on muutoksessa kun voimalateollisuus kasvaa niin ripeästi muun talouskasvun myötä.
Pärjääkö se sun pulju Kiinalaisille.

Vierailija

Tervetuloa vain

toivottavasti palstan virallinen "tuulivoimahäirikkö" ei tule polttamaan hermojasi ja ajamaan sinua pois palstalta. Oikea tietämys asiasta on aina tervetullutta.

ps. Mitä mieltä olet muuten väitteestä:

"Ohmin lain mukaan ei voi laskea tehoja"

liittyy erääseen surullisen kuuluisaan väittelyketjuun tällä palstalla ....

Vierailija

Miten monen megawatin turbiinin näillä uusilla menetelmillä voi valmistaa? Jossain tuolla toisessa ketkussa epäiltiin 10MW:n myllyjen olevan mahdottomia vielä toistaiseksi, kun vaihteistot eivät kestä. Jos näissä uusissa ei ole vaihteistoa, niin mikä rajoittaa kokoa?

Vierailija

Koska roottorin hyötysuhde on sen tyypin ja kärkinopeuden suhde tuulen nopeuteen, vaatii se suurilta rakenteilta suurempia lujuusominaisuuksia, joita materiaalien kesto rajoittaa. Jos peittoala kasvaa niin lujuusominaisuuksien ollessa riittämättömiä, joudutaan laskemaan kierrosnopeutta niin ettei hyötysuhde ole optimaalinen. Lopputulos on riskialtis mainosmylly, joka voi hajota koska tahansa.

Kierrosnopeutta alennettaessa on pakko kasvattaa sädettä saadakseen kärkinopeuden edulliseksi. Tulos on mainosmielessä hyvinkin edullinen, mutta lujuusriski kasvaa ehkä liikaa tai ainakin käyttöikä alenee tai huollontarve kasvaa.

Vierailija
Tykkimies
Suomessa on tällähetkellä kokonaiskapasiteetti 110 MW, tarkistin VTT sivuilta. Pointti on se, että kun täällä vaan ruikutetaan miten tuulivoima ei toimi käytännössä, niin muualla toimitaan ja kasvavaan tahtiin.

Suomen rasitteena on ydinkiimaisuus. Ydinvoimahan on kaupallistamisestaan alkaen tehokkaasti jarruttanut kestävän kehityksen mukaisten energiantuotantojen kehittymistä.

Vasara: http://www.tiede.fi/keskustelut/viewtop ... 687#727687

Vierailija
MalcomX
Miten monen megawatin turbiinin näillä uusilla menetelmillä voi valmistaa? Jossain tuolla toisessa ketkussa epäiltiin 10MW:n myllyjen olevan mahdottomia vielä toistaiseksi, kun vaihteistot eivät kestä. Jos näissä uusissa ei ole vaihteistoa, niin mikä rajoittaa kokoa?

Käytännössä tällähetkellä invertteriteknologia rajoittaa yhden tehonmuokkaimen kooksi noin 1500-2000 kW. Nyt lisää tehokapasiteettia saadaan jos generaattoriin lisätään useampi itsenäinen staattori jolloin jokaiseen staattoriin voidaan yhdistää oma itsenäinen sähkökojeisto.

Toinen vaihtoehto on kytkeä tehonmuokkaimia rinnan samaan staattoriin, näinkin on tehty esim WinWindin 3 MW tapauksessa.

Näillä rinnakkaisilla staattoreilla joissa jokaisessa oma tehonmuokkain voidaan teoriassa toteuttaa vaikka tuo 10MW voimala. Tällähetkellä suurin suoravetoinen tuulivoimala taitaa olla Scanwindin 3,5 MW, jossa on siis suoravetoinen kestomagneettigeneraattori, kolmella staattorilla, joilla jokaisella oma tehomuokkain.

Luulisin, että suurin rajoittava tekijä on kyllä tuo mekaniikka ja etenkin hinta. Siis tuollaisen 10MW voimalan tornin korkeuskin on jo jotain niin älytöntä + ne mekaaniset voimat joita lapoihin syntyy, että järkevempää on rakentaa esim 3 tuollaista 3,5 MW yksikköä. Puhumattakaa siitä mitä maksaisi rakentaa tuollainen voimalahirviö.

salai
Seuraa 
Viestejä7264
Liittynyt17.3.2005
Vastaaja_s24fi
Suomen rasitteena on ydinkiimaisuus.

Uutisista olemme lukeneet syynkin perverttiin kaunaan:
Kun Suomessa tuulisähkön ostajilta perseenpäristin pysähtyy, on todennäköistä, että vähintään yksi ydinvoimala on posahtanut tai muuten pois toiminnasta.
_________________
Tuulivoimalan dilemma: Ei mahdu perseeseen eikä pärise - tuulethan olisivat toki otolliset.

Mitä tahansa edellä esitetyistä väitteistä saa epäillä ja ne voidaan muuttaa toisiksi ilman erillistä ilmoitusta. Kirjoittaja pyrkii kuitenkin toimimaan rehellisesti ja noudattamaan voimassa olevia lakeja.

Simeon
Seuraa 
Viestejä143
Liittynyt18.5.2007
Tykkimies

Näillä rinnakkaisilla staattoreilla joissa jokaisessa oma tehonmuokkain voidaan teoriassa toteuttaa vaikka tuo 10MW voimala. Tällähetkellä suurin suoravetoinen tuulivoimala taitaa olla Scanwindin 3,5 MW, jossa on siis suoravetoinen kestomagneettigeneraattori, kolmella staattorilla, joilla jokaisella oma tehomuokkain.

Luulisin, että suurin rajoittava tekijä on kyllä tuo mekaniikka ja etenkin hinta. Siis tuollaisen 10MW voimalan tornin korkeuskin on jo jotain niin älytöntä + ne mekaaniset voimat joita lapoihin syntyy, että järkevempää on rakentaa esim 3 tuollaista 3,5 MW yksikköä. Puhumattakaa siitä mitä maksaisi rakentaa tuollainen voimalahirviö.

Tervetuloa Tykkimies, switsimiehiä aina sopii sekaan

Älä vaan odota liikoja tältä palstalta. Taso on likimain sama kuin muillakin anonyymi palstoilla.

Suurin pyörivä tuulivoimala, joka yllätysyllätys on suoravetoinen, on Enerconin protovoimala lähellä emdeniä saksassa. Se ei ole kestomagneeteilla toteutettu vaan Enerconin tyyliin sähkömagneeteilla. Isompaa en minä ainakaan tiedä. Scanwind oli aikanaan suurin vähänaikaa ja varmaan kestomagneettikoneisista suoravetoisista vieläkin. Tuolla on sivulta kuusi alkaen hyvä juttu ja hyviä kuvia Enerconin voimalasta.

http://www.enercon.de/www/en/windblatt. ... 407-en.pdf

Minusta 10MW voimalan tekemiselle ei ole selkeitä esteitä. Haasteita kylläkin, logistiikka on yksi. Osat ovat niin suuria, ettei niitä voi enää maitse kuljettaa. Sellainen voimala olisikin oltava offshore laitos. Offshore myllyn tornin korkeus on matalampi kuin maavoimalan johtuen paremmasta tuuliprofiilista. Uusia rakenneratkaisuja on kehitettävä, jo Enerconin 6MW:ssa on kiinnostava laparatkaisu, jossa lapojen tyviosat on tehty teräsrakenteisina. Saattaa kuitenkin kyseessä olla vain protoratkaisu jolla on vältetty muottikuluja.

Sinä varmaan tiedätkin noista taajuusmuuttajista semmoisen asian, että voiko niillä noin yleisesti ajaa myllyä moottorina. Siis onko se niissä aina ominaisuutena. Koekäytöissähän niitä ajetaan peput vastakkain toista generaattorina ja toista moottorina mutta onko siinä silloin jokin erityinen taajuusmuuttaja systeemi moottoria syöttämässä?

Simeon
Seuraa 
Viestejä143
Liittynyt18.5.2007
Tykkimies

Näillä rinnakkaisilla staattoreilla joissa jokaisessa oma tehonmuokkain voidaan teoriassa toteuttaa vaikka tuo 10MW voimala. Tällähetkellä suurin suoravetoinen tuulivoimala taitaa olla Scanwindin 3,5 MW, jossa on siis suoravetoinen kestomagneettigeneraattori, kolmella staattorilla, joilla jokaisella oma tehomuokkain.

Luulisin, että suurin rajoittava tekijä on kyllä tuo mekaniikka ja etenkin hinta. Siis tuollaisen 10MW voimalan tornin korkeuskin on jo jotain niin älytöntä + ne mekaaniset voimat joita lapoihin syntyy, että järkevempää on rakentaa esim 3 tuollaista 3,5 MW yksikköä. Puhumattakaa siitä mitä maksaisi rakentaa tuollainen voimalahirviö.

Tervetuloa Tykkimies, switsimiehiä aina sopii sekaan

Älä vaan odota liikoja tältä palstalta. Taso on likimain sama kuin muillakin anonyymi palstoilla.

Suurin pyörivä tuulivoimala, joka yllätysyllätys on suoravetoinen, on Enerconin protovoimala lähellä emdeniä saksassa. Se ei ole kestomagneeteilla toteutettu vaan Enerconin tyyliin sähkömagneeteilla. Isompaa en minä ainakaan tiedä. Scanwind oli aikanaan suurin vähänaikaa ja varmaan kestomagneettikoneisista suoravetoisista vieläkin. Tuolla on sivulta kuusi alkaen hyvä juttu ja hyviä kuvia Enerconin voimalasta.

http://www.enercon.de/www/en/windblatt. ... 407-en.pdf

Minusta 10MW voimalan tekemiselle ei ole selkeitä esteitä. Haasteita kylläkin, logistiikka on yksi. Osat ovat niin suuria, ettei niitä voi enää maitse kuljettaa. Sellainen voimala olisikin oltava offshore laitos. Offshore myllyn tornin korkeus on matalampi kuin maavoimalan johtuen paremmasta tuuliprofiilista. Uusia rakenneratkaisuja on kehitettävä, jo Enerconin 6MW:ssa on kiinnostava laparatkaisu, jossa lapojen tyviosat on tehty teräsrakenteisina. Saattaa kuitenkin kyseessä olla vain protoratkaisu jolla on vältetty muottikuluja.

Sinä varmaan tiedätkin noista taajuusmuuttajista semmoisen asian, että voiko niillä noin yleisesti ajaa myllyä moottorina. Siis onko se niissä aina ominaisuutena. Koekäytöissähän niitä ajetaan peput vastakkain toista generaattorina ja toista moottorina mutta onko siinä silloin jokin erityinen taajuusmuuttaja systeemi moottoria syöttämässä?

Vierailija

Invertterit mahdollistavat tehon kulun molempiin suuntiin, eli tuulivoimalan generaattoria on myös mahdollista pyörittää moottorina jos siltä tuntuu. Usein riittää vaan kun softasta laittaa moottorimoodin päälle ja alkaa ajelemaan.

Vierailija
Tykkimies
Satuin ihan vahingossa eksymään tälle foorumille ja huomasin että täällä on aika paljonkin tuulivoimasta ja tuulivoimaloista ollut puhetta. Haluaisin nyt nimenomaan tuulivoimaloista oikaista muutaman harhakäsityksen kun vähän huvituin kun luin noita kommentteja. Sinänsä en halua ottaa kantaa siihen onko tuulivoiman rakentaminen järkevää se on poliittinen kysymys ja itse olen kiinnostunut tekniikasta.

Taustaa: Työsketelen tuotekehitys insinöörinä suomalaisessa yrityksessä joka valmistaa tuulivoimaloihin generaattoreita sekä tehonmuokkaimia...

Tervetuloa vaan foorumille.

Se on kyllä totta että teknisenä haasteena tuulivoimala on kiehtova ja sellaista mielellään suunnittelisi. Siinä todellakin insinööri saa nähdä työnsä tulokset. Itse joudun omia saannoksia bongailemaan telkkarista.

Kuitenkin kiinnostaisi tietää miltä maailma näyttää yrityksessä joka valmistaa tuulivoimaloita. "Virallisesti" siellä täytyy varmasti uskoa että tuulivoiman avulla voidaan vähentää CO2 päästöjä ja tätä näkemystä tukemaan teetetään tutkimuksia myötämielisillä tutkijoilla. Entä oikeasti? Uskooko porukka siellä oikeasti että tekevät jotain maailmaa parantavaa vai onko homma kyynistä; myydään kun kerran on kysyntää. Vähän niin kuin tupakka tai aseteollisuus?

Miksi nimenomaan painotat että et ota kantaa tuulivoiman järkevyyteen?

Vierailija
Norppa
"Virallisesti" siellä täytyy varmasti uskoa että tuulivoiman avulla voidaan vähentää CO2 päästöjä ja tätä näkemystä tukemaan teetetään tutkimuksia myötämielisillä tutkijoilla. Entä oikeasti?

Oikeasti: onko muissa kuin NoNoNo-tutkimuksissa päädytty tuloksiin, joiden mukaan tuulivoima ei vähentäisi CO2-päästöjä?

Olbe
Seuraa 
Viestejä1447
Liittynyt16.3.2005
Vastaaja_s24fi
Norppa
"Virallisesti" siellä täytyy varmasti uskoa että tuulivoiman avulla voidaan vähentää CO2 päästöjä ja tätä näkemystä tukemaan teetetään tutkimuksia myötämielisillä tutkijoilla. Entä oikeasti?



Oikeasti: onko muissa kuin NoNoNo-tutkimuksissa päädytty tuloksiin, joiden mukaan tuulivoima ei vähentäisi CO2-päästöjä?

Satuitkos muuten lukemaan eilen hesaria? Oli hyvin kantaaottava mielipidekirjoitus tuulivoimaa, ja tämän aiheuttamia lisä-CO2-päästöjä vastaan, kirjoittajana dosentti TKK:n uusien energiateknologioiden laboratoriosta.

On muuten Peter Lundin labra.

Vierailija
Olbe
Vastaaja_s24fi
Norppa
"Virallisesti" siellä täytyy varmasti uskoa että tuulivoiman avulla voidaan vähentää CO2 päästöjä ja tätä näkemystä tukemaan teetetään tutkimuksia myötämielisillä tutkijoilla. Entä oikeasti?



Oikeasti: onko muissa kuin NoNoNo-tutkimuksissa päädytty tuloksiin, joiden mukaan tuulivoima ei vähentäisi CO2-päästöjä?



Satuitkos muuten lukemaan eilen hesaria? Oli hyvin kantaaottava mielipidekirjoitus tuulivoimaa, ja tämän aiheuttamia lisä-CO2-päästöjä vastaan, kirjoittajana dosentti TKK:n uusien energiateknologioiden laboratoriosta.

On muuten Peter Lundin labra.

Minä luin.

Kerrassaan mainio kirjoitus.

Joku joutunee Peterin puhutteluun maanantaina...

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat