Etusivu » Tuulivoima

Tuulivoima

Tuulivoima tarkoittaa tuulen liike-energian muuntamista sähköksi tuulivoimaloiden avulla. Tuulivoimalat ovat suuria, yleensä valkoisia, korkeita laitoksia, joissa on pyörivä turbiini. Turbiini koostuu kolmesta pitkästä lavasta, jotka pyörittävät turbiinia tuulen voimalla. Tuulivoima on uusiutuvaa energiaa, sillä energian alkuperäinen lähde on aurinko.

Vuoden 2018 lopussa maailman tuulivoimaloiden yhteiskapasiteetti oli lähes 600 Gigawattia. Tuulivoiman tuotannossa ykkösenä on Kiina, josta kapasiteettia löytyy yli 210 GW.

Maailmanlaajuisesti tuulivoiman osuus sähköntuotannosta on vielä verrattain pieni; se muodostaa n. 5% maailman sähköntuotannosta. Sähkön tuottaminen tuulivoiman avulla on kuitenkin kasvanut nopeasti viime vuosien aikana, ja onkin ennustettu, että tuulivoimasta tulee vielä maailman suurin sähköntuotantomuoto.

Tuulivoima on yksi nopeimmin kasvavista uusiutuvan energian teknologioista. Sen käyttö lisääntyy maailmanlaajuisesti osittain siksi, että kustannukset laskevat. Maailmanlaajuinen asennettu tuulivoimakapasiteetti maalla ja merellä on kasvanut lähes 75-kertaiseksi kahden viime vuosikymmenen aikana, ja IRENA:n viimeisimpien tietojen mukaan se on kasvanut 7,5 gigawatista (GW) vuonna 1997 noin 564 GW:iin vuoteen 2018 mennessä. Tuulivoimasähkön tuotanto kaksinkertaistui vuosina 2009-2013, ja vuonna 2016 tuulivoiman osuus uusiutuvilla energialähteillä tuotetusta sähköstä oli 16 prosenttia. Monissa osissa maailmaa tuulee voimakkaasti, mutta parhaat paikat tuulivoiman tuottamiseen ovat joskus syrjäisiä. Offshore-tuulivoima tarjoaa valtavia mahdollisuuksia.

Tuulivoimalat syntyivät ensimmäisen kerran yli sata vuotta sitten. Sähkögeneraattorin keksimisen jälkeen 1830-luvulla insinöörit alkoivat yrittää valjastaa tuulienergiaa sähköntuotantoon. Tuulivoimaa tuotettiin Yhdistyneessä kuningaskunnassa ja Yhdysvalloissa vuosina 1887 ja 1888, mutta nykyaikaisen tuulivoiman katsotaan kehittyneen ensimmäisenä Tanskassa, jossa vaaka-akselisia tuuliturbiinien rakentaminen aloitettiin vuonna 1891 ja 22,8-metrinen tuuliturbiini aloitti toimintansa vuonna 1897.

Tuulen avulla tuotetaan sähköä käyttämällä liikkeessä olevan ilman liike-energiaa. Tämä muunnetaan sähköenergiaksi tuuliturbiinien tai tuulienergian muuntamisjärjestelmien avulla. Tuuli osuu ensin turbiinin lapoihin, jotka saavat ne pyörimään ja pyörittämään niihin liitettyä turbiinia. Tämä muuttaa liike-energian pyörimisenergiaksi liikuttamalla akselia, joka on kytketty generaattoriin, ja tuottaa siten sähköenergiaa sähkömagnetismin avulla.

Tuulesta saatavan energian määrä riippuu turbiinin koosta ja sen lapojen pituudesta. Teho on verrannollinen roottorin kokoon ja tuulen nopeuden kuutioon. Teoriassa tuulen nopeuden kaksinkertaistuessa tuulivoimapotentiaali kasvaa kahdeksankertaiseksi.

Tuulivoimaloiden kapasiteetti on kasvanut ajan myötä. Vuonna 1985 tyypillisten turbiinien nimellisteho oli 0,05 megawattia (MW) ja roottorin halkaisija 15 metriä. Nykyisten uusien tuulivoimahankkeiden turbiinikapasiteetti on noin 2 MW maalla ja 3-5 MW merellä.

Kaupallisesti saatavilla olevien tuuliturbiinien kapasiteetti on 8 MW, ja roottorin halkaisija on jopa 164 metriä. Tuulivoimaloiden keskimääräinen kapasiteetti kasvoi 1,6 MW:sta vuonna 2009 2 MW:iin vuonna 2014.