Nykyään rakennettavat tuulivoimalat kurottavat korkeammalle kuin mitä aiemmin voitiin kuvitella. Markkinoille tulee uusia materiaaleja ja teknisiä ratkaisuja, joiden ansiosta pidempien lapojen rakentaminen ja kuljettaminen onnistuu.
Vuonna 2018 vihittiin käyttöön ensimmäinen turbiini Vattenfallin European Offshore Wind Deployment Centressä (EOWDC) Aberdeen Bayssa Koillis-Skotlannissa. Kokonaiskorkeus on 191 metriä, jokaisen siiven pituus 80 metriä. Tuulivoimapuiston 11 Vestas-turbiinin kokonaisteho on 93,2 MW, joka on noin 70 prosenttia Aberdeenin ja sen 200 000 asukkaan sähköntarpeesta.
EOWDC:n turbiinit tarjoavat tällä hetkellä parhaan kapasiteetin tuulivoiman kaupallisessa tuotannossa. Tuulivoimaloiden koko ja teho ovat yleisesti kasvussa, sanoo tuulivoima-asiantuntija Åsa Elmqvist Energiforsk-tutkimuskeskuksesta Ruotsissa. Keskus edistää energian tutkimus- ja kehitystyötä, koordinoi tutkimusohjelmia ja tarjoaa erikoispalveluja energia-alalla.
- Monet asiat toimivat vuorovaikutuksessa. Markkinoille tulee uusia materiaaleja ja teknisiä ratkaisuja, joiden ansiosta voidaan rakentaa ja kuljettaa pidempiä lapoja. Toisaalta tuuli on korkeammalla voimakkaampaa ja tasaisempaa, etenkin maalla, jossa maaperän epätasaisuus häiritsee tuulta. Tutkijat ovat lopettaneet spekuloinnin siitä, onko tuulivoimaloiden kasvulla rajoja.
Tekniikka, jonka ansiosta tuulivoimalan lavat voidaan nyt rakentaa osissa ja koota paikan päällä, oli yksi merkkipaalu.
- Näin voitiin vähentää rajoituksia, jotka aiemmin estivät mahdollisuuden kuljettaa lapoja, Åsa Elmqvist sanoo.
Pelkkä tekniikka ei määritä sitä, kuinka korkeaksi tuulivoimala voidaan rakentaa. Myös ympäristö vaikuttaa asiaan.
- Tuulivoimalan äänen leviäminen voi ratkaista, kuinka suuri tuulivoimala voidaan sijoittaa lähelle asutusta. Kulttuurihistoriallisissa ympäristöissä voi joskus olla syytä rajoittaa voimalan korkeutta, koska tuulivoimaloiden ei haluta dominoivan maisemaa, sanoo Åsa Elmqvist.
Suuren tuulivoimalan etuna on, että turbiinia kohden voidaan tuottaa huomattavasti enemmän sähköenergiaa. Huono puoli on, että voimalat näkyvät kauemmas. Toisaalta jos kaikki tuulivoimalat tuottavat sähköä tehokkaasti, niitä ei tarvita yhtä paljon. Niin kutsutuissa hyväksyntätutkimuksissa on käynyt ilmi, että useimmat suosivat mieluummin suurempia ja harvemmassa sijaitsevia voimaloita kuin useita pieniä, mikäli halutaan saavuttaa tietty sähköntuotannon taso, Åsa Elmqvist kertoo.
Hyväksyntä on myös suurempaa maastossa, jossa ihminen on jo aiemmin toiminut. Yhtenä esimerkkinä ovat suhteellisen lajiköyhät tuotantometsät, joita esimerkiksi Ruotsissa on paljon. Koska nykyään voidaan rakentaa niin korkeita tuulivoimaloita, roottorien siivet nousevat puiden latvojen yläpuolelle ja häiritsevät näin luontoa paljon vähemmän.
Suurin ei aina ole paras, Åsa Elmqvist sanoo.
- Mielestäni kiinnostavampaa on keskustella siitä, mikä on taloudellisesti optimaalinen tuulivoimalan koko tulevaisuudessa.
Tällä hetkellä tuulivoimalan kustannustehokkuuden määritelmä perustuu lähinnä siihen, kuinka monta kilowattituntia tuotetaan investoitua euroa kohden. Siksi tärkeimpänä tavoitteena on tuotannon maksimointi ajan kuluessa.
- Näemme jo nyt, että muutkin asiat tulevat olemaan tärkeitä, kuten taajuus sekä ylös- ja alassäätö. Energiamarkkinoiden muuttuessa erilaisista toiminnoista tulee yhä tärkeämpiä. Tuulivoimaloiden on tarjottava apuaan erilaisten järjestelmäpalvelujen muodossa. Silloin nekin voidaan optimoida.
Koska tämä on odotettavissa?
- Sitä tehdään jo nyt. Ruotsissa Svenska Kraftnät pyrkii sopeuttamaan järjestelmäpalvelujen markkinat tulevaisuuteen, jossa säästä riippuvaisen sähköntuotannon osuus on nykyistä paljon suurempi. Tärkeä lähtökohta on, että tuulivoiman on voitava lisätä järjestelmän vakautta entistä paremmin. Tällöin tarvitaan kannustimia, joiden avulla tuulivoiman omistajat todella soveltavat teknisiä mahdollisuuksia esimerkiksi taajuuden säätelyyn.