Väitöstutkimuksen tulokset tukevat tuulivoiman kannattavuutta pohjoisissa oloissa myös talvikautena. Kuva: Pixabay
Uusi väitöstutkimus kumoaa vanhat oletukset siitä, että Suomen talvi ei olisi tarpeeksi tuulinen tuulivoiman tuotantoon. Väitöstutkimuksen kirjoittaja, Ilmatieteen laitoksen tutkija Karoliina Hämäläinen toteaa, että tuulivoiman kannalta talvikausi on tuulten osalta Suomessa jopa kesää suotuisampi ajankohta. Tehokkuuden osalta kannattavuutta voidaan kuitenkin parantaa esimerkiksi pyrkimällä estämään jään muodostumista lapoihin ja kehittämällä tuuliennustusmenetelmiä.
0
Ilmatieteen laitoksen tutkija Karoliina Hämäläinen on keskittynyt tuoreessa väitöstyössään kehittämään meteorologisia sovelluksia, joilla voidaan tukea tuulivoimaa Suomessa. Hänen tutkimuksensa tulokset tukevat tuulivoiman tuotantoa pohjoisissa olosuhteissa.
Hämäläinen myöntää, että väittämä siitä, että Suomen talvet ovat vähätuulisia pitää paikkansa kylminä pakkaspäivinä katutason korkeudella, mutta korkeammalla ilmakehässä niin sanotun inversion yläpuolella ilma pääsee silloinkin virtaamaan vapaasti.
– Saadut tulokset osoittavat, että tuulivoiman kannalta talvikausi on tuulten osalta kesää suotuisampi, Hämäläinen sanoo.
Toisaalta Suomen pohjoinen sijainti aiheuttaa Hämäläisen mukaan muita haasteita tuulivoiman tuotannolle. Matalalla roikkuvien pilvien sisältämät nestemäiset pilvipisarat jäätyvät osuessaan tuulivoimalan turbiinin kylmiin lapoihin. Turbiinin lapoihin kertynyt ohuen ohut jääkerros heikentää lavan aerodynaamisia ominaisuuksia ja aiheuttaa energiantuotantoon tehohäviöitä.
– Jo santapaperia muistuttava pieni karheus tuuliturbiinin lavan pinnassa saattaa aiheuttaa 15–20 prosentin tehohäviöitä, hän sanoo.
Tuulivoiman investointipäätöksiä tehdessä voikin olla syytä miettiä, pitäisikö turbiineihin asentaa esimerkiksi lapalämmitys tai muita jäänestomenetelmiä.
Hämäläisen tutkimustuloksilla on täydennetty Suomen tuuliatlasta, jota käytetään apuvälineenä arvioitaessa mahdollisuuksia tuottaa tuulen avulla sähköä. Tuuliatlas kuvaa pitkän ajan keskimääräisiä tuuliolosuhteita ja sen avulla voidaan arvioida tuulienergialle soveltuvia tuulioloja Suomessa. Tuuliatlaksessa on myös pyritty kartoittamaan tuulivoimalle suotuisimmat paikkakunnat, mikä auttaa päättäjiä ja kuntia esimerkiksi maankäytön ja kaavoituksen suunnittelussa.
Tuuliennusteita voidaan tarkentaa uudentyyppisillä havainnoilla
Väitöstutkimuksessaan Hämäläinen selvitti myös, miten tuulen todennäköisyysennusteita pystyttäisiin tarkentamaan hyödyntämällä tilastollisia korjausmenetelmiä. Tässä niin sanotussa kalibroinnissa vanhoja säämalliajoja yhdistetään tuulihavaintoihin ja etsitään sekä korjataan tuuliennusteesta säännönmukaisia virheitä.
Tuulivoiman kannalta tärkeiltä korkeuksilta ilmakehästä on kuitenkin tarjolla vain vähän perinteisiä mastomittauksena tehtäviä tuulihavaintoja. Väitöstutkimuksessa haluttiin kokeilla, voitaisiinko uudentyyppisiä sää- tai lidar-tutkalla tuotettuja tuulihavaintoja hyödyntää tuuliennusteiden kalibroinnissa.
Tulokset osoittavat, että uusia havaintomenetelmiä hyödyntäen kalibrointimenetelmä pystyy parantamaan tuuliennustetta etenkin heikon, kohtalaisen ja navakan tuulen osalta. Kovien ja myrskytuulien osalta ei voitu osoittaa, että menetelmä parantaisi ennustetta – osittain siitä syystä, että voimakastuulisia säätilanteita ei osunut riittävästi tutkitulle ajanjaksolle.
FM Karoliina Hämäläinen väittelee tämän viikon perjantaina Helsingin yliopiston matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa aiheesta ”Meteorological Solutions to Support Wind Energy Production in Finland” (Meteorologiset sovellutukset tuulivoiman tukemiseksi Suomessa).
Myrna Whitaker 
Dan Görgü 
