Tuulivoimaloiden jäätäminen
Okka, Lassi (2022)
Kandidaatintyö
2022
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022052739086
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022052739086
Tiivistelmä
Tuulivoiman tuotantokapasiteetti kasvaa, kun päästötön energiantuotanto ottaa enemmän roolia energian kokonaistuotannosta. Täten tuulipuistoja tullaan rakentamaan myös yhä enemmän alueille, joissa jään kertyminen tuulivoimalan rakenteille on mahdollista. Tuulivoimalan jäätäminen voi aiheuttaa ongelmia energiantuotannossa ja se on huomioitava tehokkaan energiantuotannon kannalta.
Tämä kandidaatintyö on kirjallisuuskatsaus ja siinä perehdytään tuulivoimaloiden jäätämiseen. Työssä esitellään jään erilaisia tyyppejä ja muodostumisprosesseja. Työssä käydään myös läpi, miten jäätäminen vaikuttaa tuulivoimaloiden toimintaan,sekä millaisilla keinoilla jään muodostumista tuulivoimalan rakenteille voidaan ennaltaehkäistä tai miten jo kertynyt jää voidaan poistaa. Työn lopuksi käsitellään lyhyesti tuulivoimaloiden jäätämistä Suomessa.
Alueilla, joissa jäätämistilanteita esiintyy paljon vuoden aikana, jäätäminen voi aiheuttaa merkittävää energiantuotannon laskua. Jo pienikin jääkertymä heikentää tuulivoimalan tehokäyrää huomattavasti. Lisäksi jään kertyminen tuulivoimalan pinnalle kuormittaa sen rakenteita alentaen tuulivoimalan käyttöikää. Jäätäminen aiheuttaa myös turvallisuus riskejä tuulivoimalan lähistöllä esimerkiksi jäänheiton myötä. Wind power generation capacity increase as zero-emission energy plays a greater role in total energy production. Therefore, wind turbines will also be built more and more in areas where ice accumulation on wind turbine structures is possible. Icing of a wind turbine can cause problems in energy production and must be considered for efficient energy production.
This bachelor’s thesis is a review of the literature and deals with the icing of wind turbines. The paper presents different types of ice and the process of its formation. The thesis also examines how icing affects the operation of wind turbines and how the formation of ice on structures of wind turbines can be prevented and how already accumulated ice can be removed. At the end of the thesis, the icing of wind turbines in Finland is briefly discussed.
In areas with a high level of icing during the year, icing can cause a significant decline in energy production. Even a light accumulation of ice weakens the power curve of the wind turbine considerably. In addition, the accumulation of the ice on the surface of the wind turbine strains its structures, reducing the lifetime of the wind turbine. Icing also poses safety risks in the vicinity of the wind turbine, for example, due to ice throwing.
Tämä kandidaatintyö on kirjallisuuskatsaus ja siinä perehdytään tuulivoimaloiden jäätämiseen. Työssä esitellään jään erilaisia tyyppejä ja muodostumisprosesseja. Työssä käydään myös läpi, miten jäätäminen vaikuttaa tuulivoimaloiden toimintaan,sekä millaisilla keinoilla jään muodostumista tuulivoimalan rakenteille voidaan ennaltaehkäistä tai miten jo kertynyt jää voidaan poistaa. Työn lopuksi käsitellään lyhyesti tuulivoimaloiden jäätämistä Suomessa.
Alueilla, joissa jäätämistilanteita esiintyy paljon vuoden aikana, jäätäminen voi aiheuttaa merkittävää energiantuotannon laskua. Jo pienikin jääkertymä heikentää tuulivoimalan tehokäyrää huomattavasti. Lisäksi jään kertyminen tuulivoimalan pinnalle kuormittaa sen rakenteita alentaen tuulivoimalan käyttöikää. Jäätäminen aiheuttaa myös turvallisuus riskejä tuulivoimalan lähistöllä esimerkiksi jäänheiton myötä.
This bachelor’s thesis is a review of the literature and deals with the icing of wind turbines. The paper presents different types of ice and the process of its formation. The thesis also examines how icing affects the operation of wind turbines and how the formation of ice on structures of wind turbines can be prevented and how already accumulated ice can be removed. At the end of the thesis, the icing of wind turbines in Finland is briefly discussed.
In areas with a high level of icing during the year, icing can cause a significant decline in energy production. Even a light accumulation of ice weakens the power curve of the wind turbine considerably. In addition, the accumulation of the ice on the surface of the wind turbine strains its structures, reducing the lifetime of the wind turbine. Icing also poses safety risks in the vicinity of the wind turbine, for example, due to ice throwing.