Exam text content

 

 

Y

 

DEEF-53020 — Tuulivoiman perusteet

Tentti 3.9.2014 ; Lasse Söderlund

Saa käyttää omaa ohjelmoitavaa laskinta tentissä

Selitä lyhyesti seuraavat käsitteet: ( 1p/ kohta)

a) Gradienttituuli
b) Pinta-alamenetelmä

o) Kärjen nopeussuhde
9 Coriolis-voima

e) Kapasiteettikerroin

n DFIG

Tuuli luonnonilmiönä

Kopioi oheinen karttakuva karkeasti vastauspaperiisi,
ja hahmottele karttaan rajakerroksen yläpuolisten il-
mavirtausten suuntia. Piirrä myös toinen kuva, jon-
ka avulla havainnollistat tilanteen muuttumista raja-
kerroksen siirryttäessä. Perustele vastauksesi huolel-
lisesti. (6p)

 

Lapasuunnittelun perusteet ;

Tarkastellaan oheista tuulivoimalan lavan poikkileikkausta. Kun olet vastannut
kohtiin a)-c), paperistasi pitäisi löytyä kaikki kuvassa esiintyvät termit.

a) Mitä kohtauskulma tarkoittaa, ja mitkä tekijät siihen vaikuttavat ? (2p)

b) Selitä kuvan vasemmasta yläreunasta löytyvien voimavektorien käyttäytyminen
kohtauskulman kasvaessa. (2p)

c) Miksi lavassa on oltava kierrettä pituusakselin suhteen ? Entä miten lavan kierre-
kulma on suunniteltava, jos tuulivoimalan tehoa rajoitetaan nimellistuulennopeuden
yläpuolella aktiivisen sakkaussäädön avulla ? (2p)

 
     
  
 

KIERREKULMA.

LAVAN PYÖRIMISESTÄ

1 SEURAAVA TUULENNOPEUS <d— LAVAN PYÖRIMISSUUNTA .
'

TUULENNOPEUS

  
 

 

Generaattorit ja tuulivoimalan säätäminen ,
2) Kirjoita mahdollisimman selkokielinen essee epätahtikoneen (eli oikosukuko-

b) Tuulivoimalan tuottamaa tehoa aletaan rajoittaa nimellistuulennopeutta voimak-
kaammilla tuulilla. Tähän on periaatteessa olemassa kolme erilaista vaihtoehtoa.
Mitä nämä tehonsäätömenetelmät ovat, ja miten ne eroavat toisistaan ? (3p)

Energiatuotannon arviointia

Kurssin ekskursio tehtiin tänä keväänä Honkajoelle, johon Taaleritehdas Oy on ra-
kennuttanut 21,6 MW:n tuulipuiston. Puisto koostuu yhdeksästä Nordexin DFIG-
tyyppisestä turbiinista. i

Jos sinulla on hallussasi Nordexin turbiinien tehokäyrät sekä mittauksiin perustuvat
tuulennopeuden weibull-jakaumat voimaloiden napakorkeuksilta, miten pystyt kar-