Tuulivoima
- EI TUULTA, EI SÄHKÖÄ -
TUULIVOIMA on sähköntuotantomuoto, jossa tuulen liike-energia muuntuu sähköksi useimmiten tuuliturbiinien pyörivien lapojen avulla. Tuuli antaa voimaa lapojen ja navan muodostamalle roottorille, joka pyöriessään muuttaa tuulen liike-energian akselin pyörimisenergiaksi. Vaihdelaatikon läpi voima siirtyy turbiiniakselista tornin yläosassa sijaitsevaan generaattoriin, joka tuottaa sähköä. Roottoriin osuvien tuulien voimasta tuulivoimala saa hyödynnettyä noin 30%.
Kuten jo aikaisemmin kävi selväksi, tuulivoima on uusiutuvaa energiaa, joka on peräisin Auringon säteilystä. Tuulivoimaloita rakennetaan yleensä ryhmittymiin, joita kutsutaan tuulivoimalapuistoiksi. Tuulivoima kattoi vuonna 2020 yli 6 prosenttia maailman sähköntuotannosta, eli maailmanlaajuisesti tuulivoima tuottaa 743 gigawattia (v. 2021) vuodessa kiihtyvällä vauhdilla. Euroopassa kapasiteetti tuulivoimalla oli vuoden 2020 lopulla 210GW. Ala on kiihtymässä koko ajan ja onkin arvioitu, että Euroopassa tuulivoimasta saatu sähkö voisi saavuttaa 350GW, mikä vastaisi lähes neljäsosaa koko Euroopan sähkönkulutusta tällä hetkellä.
Euroopan Unioni on lähtenyt tähän ja moneen muuhun fossiilittomaan polttoaineeseen mukaan täysillä ja asettanut tavoitteita, jotka vähentäisivät fossiilittomien polttoaineiden kulutusta ja toisivat tilalle saastuttamattomia uusiutuvia energiamuotoja. Näistä yksi on 20 % uusiutuvan energian tuotantotavoite.
Taulukko kuvaa tuulienergian kasvua viimeiseltä 25:ltä vuodelta ja kertoo tuulivoiman ottaneen suuren nousun 2000-luvun alussa. Mutta se on myös ennustaa tuulivoiman tuotannon tulevaisuutta, perustuen Intialaiseen NARX-hermoverkkoon.
TUOTANTO toimii niin, että tuuliturbiini, jolla tuulen eli virtaavan ilman liike-energiaa muutetaan turbiinin akselin pyörimisenergiaksi eli mekaaniseksi energiaksi. Akseli pyörittää edelleen sähköä tuottavaa generaattoria. Roottorin pyörimisliike sovitetaan vaihteiston avulla generaattorille sopivaksi. Yleisin turbiinin rakenne on aksiaalinen eli siinä ilma virtaa akselin suuntaisesti, mutta myös muita tyyppejä on markkinoilla saatavilla. Tuulivoimalan koko mitoitetaan alueella esiintyvän tuulisuuden ja käyttötarpeen mukaan.
Vaikka tällä hetkellä ainoastaan 10% tuulivoimaa hyödynnetään merillä, on se silti moninkertaisesti tuottavampaa kuin perinteiset maalla toimivat tuulivoimalat. Tätä merituulivoimaa kutsutaan offshore-tuulivoimaksi (ks. kuva oikealta), ja niiden koot ovat kasvaneet, mikä parantaa merituulivoiman kilpailukykyä suhteessa perinteisempään maalle rakennettuun tuulivoimaan.
Merituulivoima on uutta kehittyvää tekniikkaa ja sen investointihinta on tällä hetkellä ja ennusteissa kaksinkertainen maatuulivoimaan verrattuna ilmeisesti johtuen vaativammasta perustuksista ja siirtokaapeleista. Hintaeroa tasoittaa se seikka, että tuulisuus on merellä välillä lähes kaksinkertainen mantereeseen verrattuna. Tämä selittää sen harvinaisuuden vielä.
Seuraavaksi käsittelemme tuulivoiman plussia ja miinuksia.
PLUSSAA
Uusiutuva, loputtomasti käytössä ja
puhdas energianlähde, mikä johtuu siitä, että päinvastoin fossiilisia polttoaineita, tuulesta muunnettu sähkö ei tuota kasvihuonekaasuja lainkaan.
Matalat huoltokustannukset, vaikka itse voimalan asennus on kallista (noin 600 tuhatta - 1,2 miljoonaa euroa), on niiden huolto halpaa: polttoaineena tuuli ilmaista; turbiinit eivät vaadi paljoa huoltotoimenpiteitä niiden elinkaarellaan.
LUT:n tutkimusten mukaan maalla sijaitseva tuulivoima on kaikkein edullisin tapa tuottaa sähköä.
Hyödyntää tehokkaasti maa-alueen ja antaa mahdollisuuden vaikkapa maanviljelylle ympärillä.
Työllistää ihmisiä ja luo uusia työpaikkoja.
Tuulivoimala tuottaa 3-9 kuukaudessa enemmän energiaa kuin sen valmistamiseen, kuljetukseen, pystytykseen ja purkuun kuluu.
Kehittyvä teknologia ala, joka on jo ottanut valtavia kehitysharppauksia. Esimerkiksi roottoreiden ja turbiinien kokoa on pystytty kasvattamaan järkevästi ja tehokkuus on kasvanut viime vuosina melkoisesti.
MIINUSTA
Epätasainen tuotanto, sillä luonnollisesti koko ajan ei tuule ja tällöin tuulivoima ei tuota sähköä. Lisäksi tuulivoimalat pystyvät tuottamaan sähköä ainoastaan silloin, kun tuulennopeus on juuri oikea kyseiselle voimalalle.
Tuuliturbiineista peräisin olevaa meteliä, sekä visuaalisia näköesteitä pidetään yleisesti huonoimpana yksittäisenä puolena tuulivoimassa.
Vaikutukset ympäröiviin eliöihin: Tuulivoimaloiden suuret, nopeasti pyörivät lavat voivat vahingoittaa eläinlajeja, jotka ajautuvat näihin, kuten lintuja.
Tuulivoimalat sijaitsevat usein melko kaukana suurista asutuskeskittymistä, mikä tarkoittaa, että valitettavasti tuulesta tuotettuun sähköön kuuluu olennaisesti tällä hetkellä myös sen siirtäminen johdoilla, jotka tuovat lisäinsfraktuktuuria.
Yllä oleva kuva valottaa tuulivoiman haittapuolia selvästi vastustaen ja hyvinkin provosoiden pakottaa ihmiset näkemään sen vaikutukset ympäristöön.
Vaikka nämä kuulostavat todella hyvältä, ei tuulivoima eikä aurinkoenergia voi olla oikeastaan ikinä ainoa/ainoat sähköntuotantomuodot. Vaikka saataisiinkin säilöttyä paremmin sähköä, ovat nuo edellä mainitut liian epätasaisia ja eivätkä luultavasti tuota tarpeeksi sähköä sitä koko ajan enemmän käyttävälle ihmiskunnalle. On arvioitu, että Euroopan sähkönkysyntä tulee nousemaan seuraavina vuosikymmeninä noin 30%, mutta silti meillä on samaan aikaan globaali ilmastokriisi meneillään, johon on vastattava pienillä ja suurilla teoilla.