Tulip-tuuliturbiini: Pystysuuntaisen akselin suunnittelun keskeiset edut

Joskus asiakkaat valitsevat tuotteita ei ainoastaan niiden korkeimpien parametrien perusteella. Viime aikoina yhteyttä ottanut maleesialainen asiakas on hyvä esimerkki tästä. Hän käytti paljon aikaa vertaillakseen useita pieniä tuuliturbiineja, tutki huolellisesti tehoa, kokoa, hintaa ja asennustapaa, luki tarkasti teknisten parametrien taulukon ja esitti monia ammattimaisia kysymyksiä. Ilmeisesti hänellä on hyvä ymmärrys näistä tiedoista. Lopulta hän valitsi tulip-puhaltimen tuuliturbiinin. Jos tarkasteltaisiin pelkästään tehosuhdetta, tulip-puhaltimen tuuliturbiini ei välttämättä ole voimakkain vaihtoehto, ja hän itsekin tietää tämän. Avainasemassa on asennuspaikka – hän haluaa asentaa tuuliturbiinin katolleen eikä halua suurta laitetta, joka tuhoaisi rakennuksen ulkonäköä.

Tämä on yksi sen tärkeimmistä etuisuuksista tulppanuuletukkimotori suunnittelu. Kokonaisrakenne on tiukka. Perinteiseen vaakasuuntaiseen tuuliturbiiniin verrattuna siinä ei ole pitkiä siipiä, jotka ulottuisivat keskisestä akselista ulospäin. Asuntoihin, huviloihin, puutarhoihin ja pieniin rakennuksiin tällaiset asennukset näyttävät vähemmän teollisilta. Ulkonäkö on erityisen tärkeä asia, kun laitteita asennetaan katon päälle – niitä näkee joka päivä, samoin kuin naapurit. Joissakin asuinkohteissa on myös säännöksiä ja ulkonäkövaatimuksia kattoon asennettaville laitteille. Tiukat ja visuaalisesti yksinkertaiset laitteet saavat helpommin hyväksynnän, ja niiden kanssa on mukavampaa elää pitkään.

Tulppaanmuotoinen tuuliturbiini kuuluu pystysuuntaisiin tuuliturbiineihin. Yksi pystysuuntaisen rakenteen käytännöllisistä etuoista on se, että se voi toimia ilman, että sen täytyy suunnata tuulen suuntaan. Vaakasuuntainen tuuliturbiini vaatii pyrstön tai aktiivisen kääntöjärjestelmän, jotta roottori osoittaisi tuulenpuoleiseen suuntaan, kun taas pystysuuntainen tuuliturbiini voi hyväksyä tuulen mistä tahansa suunnasta, mikä tekee siitä erinomaisen vaihtoehdon paikoissa, joissa tuulen suunta vaihtelee tai jossa läheisten rakennusten aiheuttama turbulenssi on ongelma. Asuinalueiden katolla tuulen suunta on harvoin vakaa, joten tätä ominaisuutta kannattaa ottaa huomioon.

Tietysti tulppaanituuliturbiinilla on myös heikkouksia. Pienellä tulppaanituuliturbiinilla ei pidä odottaa tuottavan yhtä paljon tehoa kuin suurella tehokkaalla tuuliturbinaalla. Samassa tuulenvuorossa pystysuuntaisen akselin suunnittelun energianmuuntotehokkuus on yleensä alhaisempi kuin vaakasuuntaisen tuuliturbiinin. Tämä ei tarkoita, että tulppaanituuliturbiini olisi huono valinta, mutta se tarkoittaa, että se soveltuu paremmin pienempiin sähköntarpeisiin tai osaksi hybridijärjestelmää aurinkopaneeleiden kanssa, eikä sitä pidä käyttää itsenäisenä koko perheen sähköntarpeen tyydyttäjänä.

Asennuspaikka on yhtä tärkeä, koska rakennus muuttaa ilmavirtaa katton ympärillä. Avonaisella alueella tasaisesti virtaava tuuli voi muuttua epätasaiseksi törmätessään seinään tai katon reunaseinään. Jos tuuliturbiini asennetaan lähelle esteitä, todellinen saatu tuulen voima voi olla huomattavasti pienempi kuin odotettu, ja epätasainen ilmavirta aiheuttaa myös lisämekaanista kulumaa siivenpyörän siipiin ja vaikuttaa sen käyttöikään. Ihanteellisessa tapauksessa tuuliturbiini tulisi sijoittaa paikkaan, jossa ilmavirta on mahdollisimman vakaa ja tasainen, vaikka se edellyttäisi turbiinin nostamista lyhyen maston avulla katolinjan yläpuolelle eikä suoraan katolle.

Huoltoon liittyen tulppaanmuotoinen tuuliturbiini tarjoaa myös käytännöllisiä etuja. Koska generaattori sijaitsee yleensä turbiinin alaosassa eikä yläosassa, tarkastukset ja huoltotyöt voidaan suorittaa ilman korkealla paikalla työskentelyä, mikä tekee niistä helpommin suoritettavia. Siivet on järjestetty pystysuoraan, jolloin myös visuaalinen tarkastus maasta on helpompaa.

Melutasoon liittyen pystyakselinen tuuliturbiini on yleensä hiljaisempi kuin vaakasuuntainen turbiini samassa kokoisessa rakenteessa, koska siipien kärjet liikkuvat hitaammin ja siten aerodyynaminen melu vähenee vastaavasti. Asuinalueelle asennettaessa naapureiden läheisyydessä tämä on tärkeä tekijä – turbiini, josta aiheutuu meluvalituksia, ei ole pitkän aikavälin ratkaisu riippumatta siitä, kuinka paljon sähköä se tuottaa.

Tulippituuliturbiinin valinta tarkoittaa käytännössä tasapainottamista tehon, koon, ulkonäön, asennusehtojen ja todellisten tarpeiden välillä. Jos tavoitteena on mahdollisimman suuri sähköntuotanto, tulisi etusijalle asettaa tehokäyrä ja paikallisesti vallitsevat tuuliolosuhteet; jos taas halutaan kompakti ja esteetön ulkonäkö, joka soveltuu rakennusten asennukseen ja mahdollistaa tuulienergian hyödyntämisen, tulippituuliturbiini on erinomainen vaihtoehto. Tämä on myös tämän maleisialaisen asiakkaan valintalogiikka – kyse ei ole siitä, että hän ei ymmärtäisi tehotason eroja, vaan siitä, että hän tietää täysin selvästi, mikä on tärkeintä hänen tiettyihin asennustarpeisiinsa.