Ovatko tuulivoimalan siivet aina parempia, kun ne ovat pidempiä?

Asiakkaat kysyvät usein meiltä: Voiko tuuliturbiinien siipiä tehdä pidemmiksi? Lisääkö pidempien siipien käyttö sähköntuotannon tehokkuutta? Tänään käsittelemme tätä kysymystä.

Teoreettisesti ottaen mitä pidempiä tuuliturbiinin tuulimoottori siivet ovat, sitä suurempi on pyörivän siiven kattama alue. Teoriassa ne voivat todellakin kerätä enemmän tuulienergiaa. Esimerkiksi jos siiven pituus kasvaa 9 metristä 10 metriin, siiven kattama alue kasvaa noin 20–30 prosenttia, ja teoreettisesti sähköntuotantokyky voisi kasvaa noin 40 prosenttia.

Käytännössä tuuliturbiinien siivet tuulivoimalat ei voida mielivaltaisesti pidentää. Ensinnäkin liian pitkät siivet aiheuttavat liian korkeita kärkinopeuksia. Jos ne ylittävät optimaalisen suunnitteluvälin, aerodynaaminen tehokkuus laskee, ja lopullinen tehotulos ei itse asiassa kasva. Pidemmillä siivillä on myös suurempi todennäköisyys ilmavirran irtoamisilmiölle, mikä lisää siipien pyörimisen vastusta ja heikentää kokonaista aerodynaamista suorituskykyä.

Lisäksi pidemmät siivet muodostavat pyöriessään suuremman virtausseulan alueen, mikä vaikuttaa seuraavien siiven toimintaympäristöön ja vähentää tuuliturbiinin kokonaistehokkuutta.

Siiven pituus riippuu usein myös asennusalueen tuulennopeusolosuhteista.

Alhaisen tuulennopeuden alueilla valittaessa tuulivoimalat sivellin voidaan pitää sopivasti pidemmäksi, mikä mahdollistaa tuotenergian paremman keräämisen ja tehon tuotannon tehokkuuden parantamisen. Alueilla, joissa tuulen nopeus on korkea, pitkät sivellin aiheuttavat suurempia mekaanisia kuormia, jolloin koneen vahvistamista tai komponenttien vaihtoa joudutaan tekemään usein tulevaisuudessa, mikä lisää huoltokustannuksia. Tällaisissa tapauksissa onkin sopivampaa, että tuuliturbiinin sivellin ovat lyhyempiä ja koko laite on vaksemmin.

Lisäksi mitä pidempi sivellin on, sitä suurempi on sen hitaus, ja tarkemman ohjausjärjestelmän käyttöönotto on tarpeen optimaalisen toimintatilan ylläpitämiseksi, mikä lisää myös kustannuksia tässä suhteessa.

Johtopäätös

Tuuliturbiinin sivellinten pituuden valinta tulisi perustua paikalliselle keskimääräiselle vuosittaiselle tuulennopeudelle, asennuspaikan maaston piirteisiin ja sähköverkon vaatimuksiin. Älä pyri sokeasti pidempiin sivellimiin.