Tuulienergia

Yleistä tuulienergiasta
Jos on käytettävissä sähköä sähkölaitoksen verkosta niin käytä sitä. Pienten energiaratkaisujen hankintahinta on, etenkin kalliin varastointitekniikan (akkujen) takia edelleen sen verran kalliimpi, että sillä hinnalla ostat jo paljon sähköä. Vesivoimalla tai suurten kansallisten tuotantoyksikköjen sähköhinta on aina halvempaa kuin pienimuotoisesti ja paikallisesti tuotetun sähkön hinta.
Toiseksi edullisemmaksi tulee tuulienergia, mikäli haluat turvata jatkuvan sähkönsaannin ilman jatkuvaa aggregaattiajoa. Tuulienergia on huomattavasti edullisempaa kuin aurinkopaneelit tuotettua sähköenergiaa kohti. Tuulivoimalat ovat myös hyvin toimintavarmoja ja pitkäikäisiä.
Tuulivoimalan pienenä haittana on maston pystytystyö ja mahdollinen ääni, minkä nopeasti pyörivä siipi tuottaa.

Mökkisähköt tuulienergialla

Mökkisähkön tuottamiseen, ulkosaaristoon merelle tai järville soveltuu tuuligeneraattori hyvin. Näille alueille verkkosähköä ei saa lainkaan tai se maksaa jo useita kymmeniä tuhansia euroja.
Ensin kannattaa miettiä tarkkaan mitä laitteita haluaa mökille käyttöön ottaa. Usein käy niin että vuoden parin käytön jälkeen alkaa pieni 12V:n järjestelmä käydä riittämättömäksi ja jo hankitut laitteet evät sovellu uuteen suurempaan järjestelmään.
Suosittelemme jo heti aluksi panostamaan kunnon akustoon ja invertterilaturiin, josta saadaan 230V 50Hz sähköä. Akuiksi kunon AGM syväpurkaus akut, joilla on käyttöikää kymmeneksi vuodeksi eteenpäin. Invertterilatureissa on sisäänrakennettu 40-120A:n akkulaturi ja puhdasta siniaaltoa tuottava invertteri 230 voltille.
Alkuun pärjää jo pitkälle agregaatilla, invertterilaturilla ja akustolla. Jo muutaman tunnin agregaatti käytöllä riittaa akustosta sähköä useaksi päiväksi. Suuremmissa invertterilatureissa on myös sähkökäyttöiselle agregaatille automaatinen käynnistys.
Järjestelmää voi myöhemmin täydentää tuuligeneraattorilla ja/tai aurinkopaneeleilla sähkönkulutuksen  kasvaessa. 


Tuuligeneraattori tyypit

Tuuligeneraattoreita on kahta perustyyppiä; propelimalliset ja pystyroottori malliset.

Propelimalliset ovat perinteisesti olleet yleisimpiä ja niistä saadaan pienessä koossa suurempia tehoja. Haittapuolena propelimalliset tuuligeneraattorit on aina sijoitetava puhtaaseen ilmavirtaukseen eli reilusti puiden latvojen ja rakennusten yläpuolelle, lisäksi nopeasti pyörivät roottorin siivet aiheuttavat melua. Pyörteisessä turbulenttisessa ilmavirtauksessa ne eivät toimi.

Pystyroottoriset mallit toimivat myös pyörteisessä ilmavirtauksessa ja ovat täysin äänettömiä. Teholtaan pystyroottoriset mallit ovat olleet pieniä ja hinnaltaan kalliimpia kuin perinteiset propelimallit. Nyt on kuitenkin Kanadassa kehitelty pystyroottorisiin generaattoreihin uutta generaattori- ja laakerirointi teknologiaa sekä siipimuotoon uutta ajattelua. Lisäksi tuulitunneleissa on testattu harjakattoisen rakennuksen tuulivirtauksia ja nopeuksia (roof efect) ja uudet mallit pystyvät tätä hyödyntämään. Pystymalliset generaattorit asennetaan rakennusten katolle. Toistaiseksi Suomessa pystyroottori mallisia tuuligeneraattoteita on tarjolla vähän.
Tuuligeneraattoreita on useille jännitteille, yleisimmät akustoihin liitettävät ovat 12V, 24V, 48V jännitteille. Nyt on myös hyväksyttyjä malleja 230 V, 50 Hz.

Mitoittaminen
Ensin täytyy arvioida tarvittava vuotuinen tehontarve. Motivan sivuilta löytyy normaalien kodinkoneiden sähkönkulutus, jonka perusteella on hyvä lähteä arvioimaan kokonaiskulutusta. Pelkälle kesäkuukausien valaistukseen ja matkatelevision katselemiseen riittää usein pienehkö aurinkopaneelijärjestelmä, mutta jos halutaan mukaan jääkaappi, kahvinkeitin, tietokone, viihde-elektroniikkaa yms. kasvaa vuotuinen energiankulutus jo niin suureksi että tuuligeneraattorin hankinta aurinkopaneelien rinnalle tulee ajankohtaiseksi.
Pieni tuuligeneraattori kokoluokassa 200- 400 W (=nimellisteho) on oivallinen täydennys nykyiseen aurinkojärjestelmääsi. Tämän kokoinen generaattori on myös yksinään riittävä sekä jääkaapille että valaistukselle, kunhan akkukapasiteetti on oikein mitoitettu. Kun aurinko ei paista on usein tuulista. Etenkin jos olet mökilläsi myös talvisaikana lokakuusta huhtikuuhun, auringon tuottama sähköenergia jää usein liian pieneksi, kun valaistuksen tarvekin on suurempi pimeimpänä vuodenaikana.
Tuulen energiamäärä on pääasiassa riippuvainen tuulen nopeudesta. Tuulivoimaloiden valmistajat ilmoittavat mielellään voimalan tehon 10 m/s tuulennopeudella eikä esim. 5 m/s tuulella. Sinun on siis syytä tarkastella mitä generaattori tuottaa keskimäärin sillä keskimääräisellä tuulennopeudella mikä vallitsee juuri sinun mökilläsi. Esim. tuulen keskinopeudella 5 m/s 200W tuuligeneraattori tuottaa keskimäärin 17% nimellistehosta, = 35W (Tuulienergia kasvaa tuulen nopeuden mukaan kolmannessa potenssissa.)
Yleissääntönä alle 400W tehoisia generaattoreita, jotka eivät tuota alhaisilla tuulennopeuksilla, ei kannata asentaa kuin rannikolle tai tunturialueille, missä keskimääräiset tuulennopeudet ovat korkeita.
Tuulen keskinopeudet Suomessa ovat 7-9,5 m/s Lapin tuntureissa, 6-6,5 m/s rannikolla. noin 6-7,5 m/s saaristossa ja noin 4-5,5 m/s sisämaassa.

Asennus
Propelimalliset asennetaan aina mastoon. Maston pituus riippuu ympäröivän puuston ja rakennusten korkeudesta. Propeli täytyy aina saada puuston ja rakennusten yläpuolelle puhtaaseen turbulentista vapaaseen ilmaan. Tuulinen sijainti kauempana talosta on suositeltavampaa kuin taloon kiinnitetty masto.
Maston alapää on ankkuroitava kallioon samoin mastoharukset. Jos ei ole kalliota tai suuria kiviä ankkurointiin niin sitten vain kuoppa ja betonia ja rautaa. Haruksia varten on olemassa myös maakiiloja. Jos tuuligeneraattori sijoitetaan yli 50 m päähän akuista suosittelemme korkeampaa järjestelmäjännitettä (24 tai 48 V), jotta johdon ei tarvitsisi olla niin paksu (ja kallis). 24 V mahdollistaa nelinkertaisen etäisyyden ja 48 V kuusitoistakertaisen etäisyyden samalla johtopaksuudella verrattuna 12-voltin järjestelmään.
Tuulivoimalat on aina kunnolla maadoitettava ja ukkossuojattava määräysten ja asetusten mukaisesti.
Vaihtovirtaa 230 V, 50 Hz, suoraan tuottaville generaattoreille pitkätkään etäisyydet eivät ole esteenä parhaimman, tuulisimman paikan hakemiseen. Huomio ettei 230V generaattorin sähköasennuksia voi tehdä maallikko, vaan asennus vaatii aina luvallisen ammattimiehen tai asennusliikkeen.

Lupakäytännöt
Tuulivoimalan asennus tarvitsee aina rakennusvalvonnalta luvan, yleensä riittää pelkkä toimenpidelupa. Ota yhteyttä paikalliseen rakennusvalvontaan jo ennen voimalan hankkimista. Maston korkeus on oltava jo tiedossa ennen yhteydenottoa.
Jos kiinteistössä on sähköyhtiön toimittama kiinteä sähkö ja samaan sisäverkkoon syötetään jännitettä joko invertterillä tai suoraan vaihtojännitettä tuottavalla tuulivoimalalla, ota ensin yhteyttä sähköyhtiöön ja kerro mitä olet tekemässä. Sähköyhtiö vaatii siitä erillisen sopimuksen.
HUOM. Jakeluverkon sähkökatkosten aikana kiinteistöstä ei saa missään tapauksessa syöttää jännitettä jakeluverkkoon päin, syöttö täytyy olla automaattisesti estetty.