Generaaattori jarruttaa tuulimyllyjen pyörimistä normaalitilanteessa niin, että verkkoon saadaan tuulesta saatava sähköteho ja pyörimisnopous pysyy vakaana. Teho otetaan kai pääosassa tuulimyllyjä vaihtosuuntaajien kautta verkkoon. Jos suuntaajat ohjataan taajuushäiriössä syöttämään lyhytaikaisesti tehoa verkkoon tuulen tuottamaa enemmän, pyörimisnopeus alenee, eli tehoa ryöstetään tuuliturbiinien liike-energiasta. Häiriön jälkeen palattaisiin normaaliin. En tiedä, toimisiko asia lapakulmia säätämällä.
Tuulivoiman ja ydinvoiman yhteiskäyttö?
- Viestiketjun aloittaja Mase
- Aloituspäivämäärä
Lapakulmia säädetään jatkuvasti. Tuo inertiasäätö todellakin menisi käytännössä niin, että verkkoon syöttävä invertteri ohjaa tehoa ja loistehoa (myös valintaa induktiivisen tai kapasitiivisen loistehon välillä) ja lapakulmaa säädetään jatkuvasti aerodynaamisten ehtojen pohjalta. Säätöä voi tehdä karkeasti tuuliantureiden (nasellin päällä tyypillisesti), roottorin kiertonopueden ja tuottotehon perusteella, mutta kehittyneemmässä systeemissä on lisänä lapoihin kytketyt anturit, joilla lapakulmaa säädetään samaan tapaan kuin yhtenä anturityyppinä lentokoneiden kohtauskulmamittauksessa (joissakin konetyypeissä kytketty mm. automaattiseen sakkaudenestotoimintoon) ja millä tavalla itse asiassa purjeveneen purjettakin säädetään jatkuvasti virtausosoitinnarujen, joskus hienojen mittareiden ja joskus vain kokemuksen ja näppituntuman perusteella purjeita tarkkailemalla.
Jos nyt oikein ymmärsin niin turbiinilla on ihan helppoa tuottaa hetken aikaa inertiaa turbiinia jarruttamalla mutta turbiinin palautuminen normaaliin tuottoon vie hetken ja sen teho on silloin pois käytöstä. Jos häiriö jatkuu niin on vain jouduttu ojasta allikkoon.
Tuolla jotain tuulimyllyjen inertiasta.
Tämä menee jo yli hilseen:
Tuolla jotain tuulimyllyjen inertiasta.
Tämä menee jo yli hilseen:
Viimeksi muokattu:
Ei välttämättä, koska normaalia hitaammin pyörivä turbiini tietenkin kiihdytetään tuulen avulla. Jos ei nyt aivan nollakierroksilta lähdetä, tuulen tulokulma lapoihin on hitaalla pyörimisnopeudella mahdollista saada lapakulman säädöllä tuottamaan suurempi momentti kuin normaalinopeudella jopa varsin "robustisti" (mikähän lienee tuon sanan vastine laajassa mielessä suomeksi?). Tuo kompensoi hitaamman vauhdin takia menetettyä energiansaantoa.
Tietenkin inertian imeminen mistä tahansa generaattorista vähentää tuottoa ja tehoa, mikä heti tuollaisen "säädön" jälkeen on siltä saatavilla. Mutta tuon lapakulmien säädön takia saannon menetys voi tuuliturbiinin tapauksessa olla paljon pienempi kuin perinteisten voimalaitosten generaattoreilla (joilla vaihe-ero tuo rajansa ja lopulta verkon taajuuden lasku tulee vastaan). Täysin synteettinen aurinkopaneeliin kytketty invertteri-statcom on kyvyiltään jotakin tuolta väliltä (ilman integroitua akkupatteristoa, joka toki antaa periaatteessa inertiamahdolisuuksia kuinka paljon vain).
Harrastelija
Hyperaktiivi
Taitaa riippua puhutaanko millisekunnin, sekunnin, minuutin tai tunnin mittaisesta häiriöstä?
Oletan että lapojen kääntö ei ehdi mukaan ihan lyhyisiin häiriöihin. Pitkään häiriöön taas ei inertia riitä ja edessä voi olla tuo ojasta allikkoon tilanne.
Mutta minkä mittaiseen häiriöön tuo voisi toimia?
Oletan että lapojen kääntö ei ehdi mukaan ihan lyhyisiin häiriöihin. Pitkään häiriöön taas ei inertia riitä ja edessä voi olla tuo ojasta allikkoon tilanne.
Mutta minkä mittaiseen häiriöön tuo voisi toimia?
Nopeat puskurit tulee ensin ja hitaammat perässä. Häiriötilanne voi kestää useita tunteja mutta siihen ehtii mukaan sitten isompia voimaloita. Ilmeisesti noita nopeita kaivattaisiin lisää ettei tilanne pääse eskaloitumaan.
Liitetiedostot
Lapakulmasäätö toimii sekuntien tai kymmenien sekuntien viiveellä ja sen merkitys on säätää lavat niin, että virtaus siivissä on tehokas eikä ainakaan sakkaa. Tuo tulee rinnalla peliin siinä vaiheessa, kun turbiini on ensin invertterikäyttöä hyödyntäen jarrutettu vaikkapa prosenteista jopa muutamaan kymmenen prosenttiin ja tuo pyörivä energia (inertiaenergia) on siirtynyt verkkoa tukemaan.
Tuollainen käyttötapa vapauttaa inertiaenergiaa verkon tueksi suhteessa ratkaisevasti paremmin kuin yksittäinen synkronigeneraattori, joka luovuttaa energiaa verkkoon vain tilanteessa, että verkon taajuus on laskemassa, ja generaattorin vaihekulma ei ole ehtinyt pudota verkkotaajuuden vaihekulmasta jälkeen. Tuollaisesta kulmamuutoksesta ei suurellakaan yksittäisellä roottorilla järin paljon vielä irtoa. Siinä vaiheessa, kun verkon taajuus putoaa sallitun alarajalle, on peli tämän osalta menetetty. Tuuliroottori olisi periaatteessa voitu vaikka pysäyttää tuohon mennessä, jolloin sen koko inertia olisi saatu verkon tueksi.
Voimalaitteesta,. olkoon sitten höyry, vesi tai tuuli, ei sinällään ole mahdollista saada apua näin nopeasti. Synkronigeneraattoria ja tuuliturbiinia voi käyttää 100% teholla aivan hyvin ja silloin mekaanista inertiaenergiaakin on systeemissä eniten varastossa. Jos inertiatarpeen voisi ennustaa ennakolta, tuuliturbiinia voisi periaatteessa kiihdyttää silloin jopa yli 100% nopeuteen eikä samana aikaan tuotettu tehokaan välttämättä putoaisi, kunhan tuulee niin paljon, että lapakulmasäädöllä saa aikaa ylimääräistä vääntömonenttia. Invertterikytkentähän tekee generaattorin nopeuden noston mahdolliseksi. Sen sijaan synkronigeneraattorin nopeutta tai edes vaihekulmaa ei juuri voi ennakolta lisätä (vaihekulman edistäminen edellyttäisi magnetoinnin vähentämistä, mikä puolestaan lisää loistehon tuottoa pätötehon sijasta, mitä puolestaan on vähennettävä, ellei käämien kuormitustakin lisätä, mutta taajuuden kohottaminen on absoluuttisen mahdotonta).
Tuulivoimalaitosten inertiasta voisi saada apua nopeasti muutaman sekunnin ajan suuressa tehonvajaushäiriössä. Sinä aikana vesi- ja lämpövoiman taajuuden säätö ehtisi apuun. Tehonvajaus alentaa taajuutta koko tahdissa käyvässä verkossa Ruotsia ja Norjaa myöten, joten lisätehoa kyllä tulee apuun kohtalaisen nopeasti.
Harrastelija
Hyperaktiivi
Mitä tässä tarkoittaa nopeasti? Meinaan jos lapojen kääntö vie jo useamman sekunnin.
Vai tarkoititko että ilman lapojen kääntöäkin saisi tuon muutaman sekunnin?
Ei kai asynkronimoottorit kunnolla inertiaa tarjoa, vaikka olisivat suuriakin? Ainakin vaativat jonkinlaisen säädettävän kompensaattorin rinnalleen, jotta inertiaa tarjoaisivat. Synkronimoottorit sen sijaan ovat olleet tässä yhteydessä esillä, mutta niillähän jättämä on aina 0%.
Tuulivoimalaitoksen lavat kai pidetään normaalikäytössä asennossa, jossa tuulesta saadaan mahdollisimman suuri teho sähköverkkoon. Siksi luulen, että lapojen kääntely ei tuota enää lisätehoa. Voin tietysti olla väärässä. Sen sijaan tuulivoimalaitoksen generaattorin tuottamaa sähköä siirtojohtoon verkkotaajuudella syöttävä invertteri voidaan nopeasti ohjata lisäämään syötettävää tehoa. Tämä edellyttää tietysti, että siihen on varauduttu automatiikassa. Kun verkkoon syötetään sähköä enemmän, kuin tuulesta saa, laskee pyörimisnopeus, eli tuuliturbiinien ja generaattorin liike-energiasta ryöstetään tehoa sähköverkkoon. Tilanne palautuu, kun ylimääräisen tehon syöttö lopetetaan. Lapakulmia voi tietysti samalla säätää, jos siitä on apua.
Kumminkin, jos invertterillä rajoitetaan esim. myrskysäällä verkkoon syötettävää tehoa (jos ihan senkin takia, ettei komponenttien speksattua maksimitehoa ylitetä), tuulesta periaatteessa irtoaa tehoa paljon enemmänkin kuin mitä generaattori tuottaa ja tyypillisesti nykyisisissä turbiineissa lapakulmaa säätämällä teho sovitetaan juoksevan keskiarvon perusteella generaattorin vastaan ottamaan tehoon. Jollei tätä tehdä, synkronigeneraattori saattaa hypätä vaiheesta ylitse (mikä alkaa olla jo katastrofi ja ainakin sammuttaa myllyn). Tuollainen tilanne on havaittavissa synkronigeneraattorin tuottamaa loistehoa ja tehoa jatkuvasti mittaamalla, mutta onhan nykyisissä voimaloissa myös suora välittyvän momentin mittaus kierrosnopeuden ohella (mistä saadaan turbiinin tuottama teho). Jos generaattorina olisikin asynkronikone, voidaan puolestaan mitata kierrosnopeuden ylitystä (toimii silloin luotettavammin kuin tuotetun loistehon jatkuva mittaus).
Joskus aikoinaan, kun myllyjen teho oli murto-osa nykyisestä, tehoa ei säädetty jatkuvasti lapakulmilla, vaikka tähän olisi ollut periaatteellinen mahdollisuus, vaan siivet oli muotoiltu niin, että siipien osittainen sakkaus piti tehon kurissa. Tämä taitaisi olla nykyisen kokoisten myllyjen rakenteille jo niin rasittava menetelmä, että vaikka mylly sen periaatteessa hetken kestäisi, kestoikä saattaa lyhentyä värähtelyjen aiheuttamien rakenteiden väsymisilmiöiden takia. Lapakulmasäädönhän ei tarvitse olla äärimmäisen nopea, koska turbiinilta saadun ja generaattorin kuluttaman tehon ei tarvitse olla joka hetki aivan balanssista, koska myllyn pyörivien osien inertiaa voidaan kåyttää tasausapuna ja antaa kierrosnopeuden hiukan nousta tai laskea kulloisestakin tasapainotilanteesta riippuen. Tämä on siis inertian soveltamista laitoksen omaan sisäiseen käyttöön aivan vastaavasti, mihin inertiaa tarvitaan koko verkonkin tasolla.
Et noissakaan voi unohtaa, että tuuli tuottaa tehoa suhteessa voimakkuuden kuutioon. Tuulivoimala mitoitetaan nimellistuotolle luokkaa 10 m/s tuulella. Tehoa tulee 20m/s tuulella siis periaatteessa kahdeksankertaisesti. Vaikka teho syötetään verkkoon invertterillä, tuulivoimalassa on käytännössä aina oltava joko "kaasupoljin" tai "jarrupoljin", jolla turbiinin vaihteleva tuotto sovitetaan tehoon, jonka invertteri siirtää verkkoon. Toinen mahdollisuus olisi antaa propellin pyöriä vapaasti tuulen mukana, mutta sitäpä rakenteet eivät käytännössä kestä nykykoon voimaloissa (pienilläkin on tekemistä).
Lapakulmasäätö on "kaasupoljin", jolla tätä säätöä tehdään jatkuvasti, lavan sakkaussäätö puolestaan "automaattijarru". Onhan myllyissä sen ohella myös mekaaninen jarru pysäytystä varten, mutta tuo ei kestä pitkään täysjarrutusta ylikuumentumatta.
En näe Koten eo. viestissä ristiriitaa esittämääni ajatukseen lisätehon ottamisesta tuuliturbiinin liike-energiasta taajuushäiriössä. Pikaisen laskelmani mukaan tuuliturbiinilla, jossa on 80m pitkät, 30t painavat siivet on pyörimisliikkeessä energiaa suuruusluokkaa 5 MJ. Jos siitä ryöstetään verkkoon 10%, saadaan 0,5 MW lisäteho 10s ajan. Esimerkkinä 50 myllyn tuulipuistosta saisi saman ajan 25 MW. Ei aivan olematon apu.
Meriveden lämpeneminen vaikuttaa osaltaan
Mutta olettaisin kuitenkin johtuvan siitä että
- OL1 reaktorin sielu vaatii jonkin aikaa että se latauksen jälkeen tasaantuu
- OL2 on polttoainekierron loppuvaiheen venytysajossa
- OL3 näyttäisi olevan suurinpiirtein samalla teholla kuin aiemminkin
Mutta olettaisin kuitenkin johtuvan siitä että
- OL1 reaktorin sielu vaatii jonkin aikaa että se latauksen jälkeen tasaantuu
- OL2 on polttoainekierron loppuvaiheen venytysajossa
- OL3 näyttäisi olevan suurinpiirtein samalla teholla kuin aiemminkin
^ OL3:lla on pieni tehonrajoitus järjestelmäsuojan vajaakapasiteetin takia, maksimiteho tällä hetkellä 1570 MW. Voimassa vuoden loppuun asti, ellei toisin ilmoiteta. Vaan vähän väliähän tuo näyttää muuttuvan. Ainakin lähivikakokeen ajaksi rajoitus kiristyy, jos nyt jossain kohtaa sen saavat aikaiseksi (kolmas kerta toden sanoo?).
umm.nordpoolgroup.com
Nord Pool - REMIT UMM
Onpa osattu tarkkaan katsoa, mitä järjestelmä sallii. Rajoitettu tehoa parikymmentä megawattia, eli 1,5 % maksimista. Mikähän lienee laskentatarkkuus?
Tarkkuudesta en tiedä, mutta joku rajahan sille pitää asettaa. On päätetty, että kantaverkossa suurin sallittu tuotantotehon pudotus yhdellä kertaa on 1300 MW, sen yli menevä osa pitää jotenkin kompensoida pudottamalla kuormia alas 300 millisekunnin kuluessa. Tämän järjestelmäsuojan käytössä olevan kapasiteetin kun lisää tuohon 1300 MW tehoon, niin siinä on OL3 suurin sallittu teho. Suojassa olevista laitoksista menee Fingridille reaaliaikainen tieto suojan kuormien tehoista, ja TVO varaa niitä tuntijaksotuksella käyttöönsä vuorokaudeksi kerrallaan, vähän kuin sähköpörssin spot-kaupassa. Mutta jos suojassa oleva laitos seisoo, niin ei ole mitä varata.
Vaikuttaisi, että tuulivoimaakin on selvästi aamuyöstä himmailtu, kun katsoo tuotanto- ja ennuskäyrää kuluvalta vuorokaudelta, vrt. https://www.fingrid.fi/sahkomarkkinainformaatio/tuulivoiman-tuotanto/. Varmaankin vettäkin on jonkin verran juoksutettu patoluukuista ohi turbiinien. Aamusta alkaen tilanne on alkanut olla paremmin balanssissa, mutta suuren ydinvoimalan ajaminen tällaisissa oloissa täysillä olisi sähköverkon stabiilisuuden kannalta jo melkein veren kaivamista omasta nenästä. OL2:n käynnistämistäkin voinee tarvittaessa viivästää, kun sattuu juuri vuosihuolto valmistumaan.
Markkinamekanismithan siellä taustalla tietenkin ovat. OL3 tuotanto ei mene markkinoille, vaan osakkaille. Koska polttoainekulujen osuus tuohon laitokseen uponneesta rahamäärästä on häviävän pieni, uskoisin osakkaiden maksavan saman rahamäärän, oli laitos tuotannolla tai ei. Pörssihinnan ollessa negatiivinen kannattaa sähkö ostaa markkinoilta oman tuotannon sijaan, koska markkinoilta saa sähkön lisäksi myös rahaa, kun Olkiluodosta saa vain sähköä. Lisäksi TVO on saattanut saada tuloa myös alassäädöstä, ainakin lyhytaikaisesti. Tuossa nyt ainakin pari mahdollista tekijää, voi siellä olla muutakin taustalla.
Kumman vääristynyttä on yleinen ajattelu, kun ihmetellään, miksi täysin ennustettavassa sähkön ylituotantotilanteessa hintojen ollessa pyöreästi nolla tai jopa hiukan negatiivisella puolella tuotantoa himmaillaan.
Odottaako väki vastaavasti, että esimerkiksi kurkkuja myytäisiin torilla ilmaiseksi tai negatiiviseen hintaan, kun sattuu sopiva hellejakso? On sähkön tuotannossakin kaikenlaisia juoksevia muuttuvia kuluja ja riskikustannuksia, jotka yleensä vähenevät, kun tuotantoa nipistetään. Mikään liiketoiminta ei ole hyväntekeväisyyttä, vaan muuttuvat kustannukset on katettava ja hiukan katettakin on jäätävä, jotta toiminnassa on mitään mieltä.
Odottaako väki vastaavasti, että esimerkiksi kurkkuja myytäisiin torilla ilmaiseksi tai negatiiviseen hintaan, kun sattuu sopiva hellejakso? On sähkön tuotannossakin kaikenlaisia juoksevia muuttuvia kuluja ja riskikustannuksia, jotka yleensä vähenevät, kun tuotantoa nipistetään. Mikään liiketoiminta ei ole hyväntekeväisyyttä, vaan muuttuvat kustannukset on katettava ja hiukan katettakin on jäätävä, jotta toiminnassa on mitään mieltä.
Niin, onhan luonnollista vähentää tuotantoa kulujen alentamiseksi, kun sähköstä saatava hinta ei peitä muuttuvia kustannuksia. TVOn tapauksessa vaan päätösketju on mutkikkaampi, kuin sellaisella tuottajalla, joka myy sähköä pörssin kautta. Sitä ketjua pohdiskelin. Hyvä, että markkinat TVOnkin tapauksessa toimivat.
Tänäänkin sähkön pörssihinta on ollut useita tuntia negatiivinen. Tuulisähköä tuotettiin samaan aikaan parituhatta megawattia. Mikä kumma estää sähkömarkkinoita toimimasta niin, että näin ei toimittaisi? Olen kuvitellut, että tuulimyllyjen pysäyttäminen on helppoa ja että tuulipuistoja ohjataan kauko-ohjatusti. Olisiko tuulivoiman tuotantotuella kuitenkin osuutta asiaan?
Minusta tyyliin kolmannes tuettua - huom negatiivisella hinnalla ei saa tukea. Kolmannes PPA sopimuksella eli fiksattu hinta.
Eli tukea ei saa. PPA sopparilla kannattaa ajaa.
Tuon verran on tuettua: https://lampopumput.info/foorumi/th...aa-ja-maksaa-korruptiotakin.21742/post-584300
Tuulivoima aiheuttaa paineita säädellä toisen suuren tuotantotavan, ydinvoiman tehoa. Toinen kasvava uusiutuvan ja päästöttömän energian muoto aurinkovoima jonkin verran tasaa tilannetta. Tuulivoimaa saadaan kesällä eniten yöllä, aurinkovoimaa päivällä. Aurinkovoimasta heräsi toinen ongelma: Kun metsää suunnitellaan kaadettavan isoja alueita aurinkokennoja varten, onko tulos kovinkaan hyvä hiilidioksiditaseen kannalta?
Ydinvoiman jarruttelu tuulivoiman suuren tuotannon aikana ei ole kustannustehokas tapa säädellä tehotasapainoa. Rakennettujen vesistöjen säätötehoa pitäisi kasvattaa, mutta hidasta ja kallista tämäkin on. Täysin rakennettujen jokien voimalat voisi kaikki muuttaa nykyistä suuritehoisemmiksi pumppuvoimaloiksi, jotka siis sähkön ylituotannon aikana pumppaavat vettä askel kerrallaan ylävirtaan. Jos järjestelmään kuuluu merkittävän suuria altaita keski- ja yläjuoksulla Kemijoen tapaan, säätökykyä voisi saada melkoisesti ilman suuria muutoksia jokiympäristöön. Jonkin Oulujoen ja -järven kokonaisuuden mahdollisuuksia rajoittanee ala-altaan puute, eli järveen voisi pumpattaessa joutua merivettä joukkoon. Toki ala-altaankin voisi rakentaa patoamalla merestä, jos yhteiskunnan ja teollisuuden viemäreiden purkupaikat, satamatoiminnot sun muut suunnitellaan samassa yhteydessä uudelleen. Ainakin Oulun edustalla maantiede ja meren syvyydet suosivat tuollaista rakennelmaa.
Ei kait asiaa noin laajakulmalla voi katsoa, matkaa merelle on järvestä kumminkin satakunta kilometriä ja patoja joessa iso nippu? Eikö yhden jumalattoman pitkän 'paluulinjan' sijaan joka tapauksessa tehtäisi erillinen pumppausasema kunkin padon yli?
Nyt alkaa minusta kuulosta hieman hieman sille kuuluisalle hölmöläisten peiton jatkamiselle tämä homma. Vai että joet virtaamaan takaperin vesivoimaloilla pumppaamalla.
Millä se voimalaitosten välinen osuus mahdetaan hoitaa, miten vesi virtaa siinä itsekseen ylävirtaan päin? Otetaan esimerkiksi vaikkapa tämä meidän kaakkoisen Suomen valtavirta, Kymijoki, ja lähdetään vaikka sen itäisimmästä suuhaarasta Kotkan Korkeakoskelta. Korkeakosken yläveden pinta on 12,7 m merenpinnan yläpuolella. Seuraava voimalaitos ylävirtaan on Anjalankoski, jonka alaveden korkeus on 22 m. Tuossa on lähes kymmenen metriä nousua noin 35 km pituisella jokiosuudella voimaloiden välissä. Pyhä henkikö sitä vettä siinä takaperin kuljettaa?
Tuollaisten osuuksien hoitaminen vaatisi valtavia pengerryksiä. Niin monet pienetkin kosket on vesivoimalla Suomessa pilattu, että eiköhän anneta olla vaan. Paljon parempi vaihtoehto on pumpata joen alapäästä erillistä putkea, tunnelia tms. käyttäen vesi takaisin joen alkulähteille suoraan, kulkematta joka portaan kautta.
Taitaa jokien varteen rakennettujen voimalaitosten muuttaminen pumppuvoimalaitoksiksi kaatua puuttuviin varastoaltaisiin. Koko vesivoimalaitosketjun käyttäminen taas toisi tetin mainitseman ongelman ylävirtaan siirtämisestä. Vaikka pumpattaisiin erillistä putkea pitkin voimalaitosketjun ohi esimerkiksi Oulun tienoilta Oulujärveen, tulisi matkalla nousua enemmän kuin paluumatkalla on voimalaitoksissa yhteensä putouskorkeutta.
Jokainen padon ylitse tietenkin pumpataan erikseen ko. voimalan lävitse ja avulla padon alapuolelta yläpuolelle ja jos vesistä on täysin rakennettu, voimalapatojen välillä on periaatteessa suvanto. Jos vesi ei laske periaatteessa paljonkaan kahden peräkkäisen padon "suvannon" välillä, kyllä veden saa virtaamaan melko vähin häviöin myös ylävirtaan. Optimitilanteessa vesistö on ikään kuin koko joen yhteisen putouskorkeuden mukainen pumppuvoimalaitos. Tuo ei toimi, jos jokea ei ole perattu tai nostettu riittävästi kaikkien peräkkäisten patojen välillä.