Tuulivoima ja sähköverkkojen vakaus
Moni voi ihmetellä miksi tällainen tavan maalaishammaslääkäri on niin kiinnostunut sähköverkosta -siirrosta ja sähkön olemuksesta noin ylipäätään. Osin tämä selittyy sillä että sähkötön mökkini kertasi minulle monia asioita – P=UI pätee niissä oloissa.
Sitten asiaan – miksi tuulivoima on niin ongelmallinen sähköverkoille ja se kiteytyy yhteen asiaan – inertia. Inertia sähköverkoissa tarkoittaa sitä pyörivää massaa generaattoreissa joka takaa sen että satunnaisesti heilahteleva sähköntuotanto ei vikaannu vaikka joku tuotannon elementti putoaa pois. Suuruus on siis itseisarvo sähköntuotannossa – tämä elementti puuttuu tuulivoimalla tuotetusta sähköstä – sen inertia on tasan nolla ja pahimmillaan se voi johtaa sähköverkon kaatumisen.
Pohjoismaista Tanska on ainoa joka on tukeutunut tuulivoimaan ja se on täysin riippuvainen Saksan ja Ruotsin tarjoamasta verkon vakaudesta – omia raskaita generaattoreita heillä kun ei ole.
Itselleni tämä on ollut selvää jo 40 vuotta – hammaslääkärien käyttämät turbiiniporat toimivat mikromitassa täsmälleen samalla logiikalla – pyörivä massa varmistaa sen että pora uppoaa mihin tahansa materiaaliin kuin kuuma veitsi voihin. Halvat porat ovat yleensä kevyitä, toimivat painavat jonkin verran enemmän ja maksavat monin kerroin enemmän. Kuitenkin uskon että potilaat arvostavat sitä että homma käy nopeasti, joten satsaus kannattaa.
Varsin mielenkiintoinen lähestymistapa sähköntuotantoon.
On täysin totta, että suurilla höyryturbiineilla ja niiden pyörittämillä generaattoreilla on inertiaa. Jos höyryn syötössä turbiinille olisi joku hyvin lyhytaikainen häiriö, niin se ei näkyisi juurikaan generaattorista lähtevässä tehossa (jännite x virta), kun suuri massa pyörittää generaattoria edelleen.
Minä kuitenkin olen oleellisesti enemmän huolestunut siitä, että tuulivoima Suomessa on haitallista sattumavoimaa siksi, että on varsin pitkiä jaksoja, jolloin Suomessa tuulen nopeus ei ole riittävä siihen että tuulivoimalat tuottaisivat sähköä valtakunnanverkkoon ainakaan mainita saakka.
Kun ei tuule, niin ei tuule – ei vaikka itkisi. Kyseisessä artikkelissa on mukana myös tuulivoiman ihmemaa Tanska:
https://jput.fi/Kun_ei_tuule_niin.htm
Suomessa on rakennettua tuulivoimakapasiteettia peräti 4386 MW. Kuitenkin esimerkiksi eilen 30.9.2022 kello 11.52 hujakoilla kaikki Suomen tuulivoimalat tuottivat yhteensä sähköä vain teholla 8 MW. Siten tuulivoiman ”hyötysuhde” oli vain 0,18%. Sähkön kulutus oli silloin Suomessa 9123 MW, joten Suomen tuulivoimalla tuotettiin Suomen sähkönkulutuksesta peräti 0,09%.
Oheisen linkin takaa löytyy erittäin kovaa faktaa siitä, millaista tuulivoiman tuotanto Suomessa oikeasti on. Kuvat ovat peräisin luotettavalta taholta Fingrid. Vanhin kuva on vuodelta 2017 ja uusin kuva näyttää tuulivoiman tuotannon syyskuulta 2022 (pienin teho oli 7 MW).
https://jput.fi/Verovaroin_tuetaan_tuulivoimahui.htm
Palataksemme Tapio Sakin artikkelin otsikkoon sähköverkkojen vakaudesta, niin sähköverkkoon täytyy joka hetki tuottaa vähintään samalla teholla sähköä kuin on kulutus – muuten sähköverkko kaatuu. Sähköverkon kaatuminen puolestaan tarkoittaa, että pistorasiasta ei tule sähköä varsin pitkään aikaan – kun sähköverkkoa yritetään taas saada pystyyn.
Ilmoita asiaton viesti
Tällä viikolla OL3 putosi verkosta pyytämättä ja yllättäen, jolloin yhdessä hetkessä katosi 1.500 MW.
Ja hyvin verkon vakaus kesti. Tuulivoiman vaihtelut ovat hyvin ennustettavissa jo vuorokausi etukäteen.
Ilmoita asiaton viesti
On ne ennustettavissa paljon pidemmälle ajalle. Talvella korkeapaineen aikaan ei tuule. Oletko silloin tuulienergian varassa vai kelpaako saastuttava energia?
Ilmoita asiaton viesti
Hammaslääkärin töihin en ota kantaa, mutta sähkönjakelussa inertian riittävyydestä vastaava osapuoli on Fingrid. Käytännössä inertian määrää seurataan ja sitä voidaan myös ostaa virtuaalivoimalaitoksilta.
https://www.fingrid.fi/sahkomarkkinainformaatio/inertia/
Mitä tulee tuulivoimaan ja sähköverkkojen vakauteen, niin jos tuulivoima haittaisi sähköjärjestelmän vakautta, tämän pitäisi näkyä sähkönjakelun ongelmina siellä, missä tuulivoiman osuus sähköntuotannossa on suuri. Tällaista ei olla havaittu.
Ilmoita asiaton viesti
Totta tämäkin, onneksi OLkolmomen saadaan käyttöön ja sen lisäksi tuulipropelliit on lisäämässä Suomessa sähkön saannin stabiilisuutta. En missään tapauksessa väheksy tätä asiaa, halusin vain muistuttaa että sähkön saannin stabiilius on raskaiden generaattoreiden varassa.
Ilmoita asiaton viesti
No miesmuisti sitten se oli pelkästään raskaiden generaattorien varassa, nykyään on muitakin menetelmiä.
OL3 on sinänsä tervetullut, mutta siinä on myös omat riskinsä, että yhden laitoksen osuus kokonaisuudessa on suuri.
https://www.fingrid.fi/kantaverkko/sahkonsiirto/olkiluoto-3-kantaverkkoon/olkiluoto-3n-jarjestelmasuoja/
Ilmoita asiaton viesti
Sen verran vaatisin sinulta selvennystä että mitä tämä virtuaalinen inertia on ja miten se generoidaan sähköverkkoon?
Ilmoita asiaton viesti
Suuret sähkönkuluttajat voivat sopia Fingridin kanssa, että verkon taajuuden laskiessa ne vähentävät kulutustaan. Ja myös toisinpäin, kulutus joustaa ylöspäin taajuuden noustessa.
Ilmoita asiaton viesti
Nämä sopimukset eivät liity tähän inertiaan mitenkään. Inertia ei myöskään liity tuulivoiman ailahtelevuuden hallintaan. Tuulivoiman lisääntyvä osuus vaan pienentää sitä inertiaa, mitä voidaan tarvita jonkun ison voimalaitoksen yllättävässä irtoamisessa verkosta.
Se pitää paikkansa, että OL 3 on turhan iso tässä mielessä.
Inertiaa on kaikessa pyörivässä massassa sähköverkkoon kytkettynä, näin on myös kuormapuolella. Suurten koneiden irroittaminen verkosta ei siis suinkaan lisää inertiaa, vaan vähentää sitä. Tämä suurten laitosten kuormituksen vähentäminen on siis pahasti myöhässä siinä tilanteessa, että taajuus on jo laskenut kriittisiin lukemiin.
Kävin 90-luvulla Jämsänkosken paperitehtaalla. Se on kuumahierrelaitos ja siksi kuluttaa hurjasti sähköenergiaa. Muista, että yhdessä hallissa oli 20 kuumahierrintä. Jokaisen teho oli n. 9 MW. Näitä halleja oli ainakin enemmän kuin yksi, mutta en tiedä kuinka monta. Inertian kannalta ei ole paras ratkaisu, että hiertimet kytketään irti verkosta. Parasta olisi, jos niitä pyöritettäisiin tyhjäkäynnillä eli ei syötettäisi niihin puutavaraa.
Jotkut metallisulatot tai elektrolyysilaitteet eivät taas inertiaa sisällä, joten ne kannattaisi pysäyttää, kun verkon stabiilisuuden suhteen ollaan kriittisellä polulla.
Nythän vihreän ideologian mukaan terästehtaitamme yritetään muuttaa vetypelkistykseen. Se taas tarkoittaa sitä, että sähkönkulutus lisääntyy hurjasti, kun sillä pitää sitä vetyä tehdä. Toki vahvasti epäilen, että tästä yrityksestä seuraa savolainen sankaritarina, Wituiks Män. Eli voinemme sanoa soromnoo terästeollisuudellemme.
Ilmoita asiaton viesti
”Nopeaa taajuusreserviä (Fast Frequency Reserve, FFR) hankitaan pienen inertian tilanteiden hallintaa varten. ”
https://www.fingrid.fi/sahkomarkkinat/reservit-ja-saatosahko/nopea-taajuusreservi/#tekniset-vaatimukset
Ilmoita asiaton viesti
Liittyy siis niin päin, että kun on pieni inertia, niin varaudutaan paremmin taajuuden turvaamiseen. Toki valmistautumisen taajuuden alenemiseen on pitänyt varautua jo aikaisemmin. On käynnistetty nopeita kaasuturbiineja ja varmistettu se, että säätövoimaloiksi hankituista on lisätehoa saatavilla, kun taajuus alkaa laskemaan.
Ilmoita asiaton viesti
Manner-Euroopassa jotkut paljon sähköä tuottavat laitokset ovat sopineet etukäteen korvauksista, kun ovat antaneet luvan kytkeä nämä
lyhyeksi aikaa irti verkosta
korj kuluttavat ei tuottavat laitokset
Ilmoita asiaton viesti
Eikös tuo Hanhikiven Wituiks Männy ydinvoimala ollut lähes kokonaan Rautaruukin Raahen tehtaan vetypelkistykseen suunniteltu. Olisihan siitä tietysti saattanut riittää virtaa vielä jonkun pyhäjokisen kaffeenkeittimeenkin.
Ilmoita asiaton viesti
Niin saattoi olla tilanne. Nyt joutuvat sitten rakentamaan hulluna tuulivoimaa. Vahvasti epäilen, ettei tästä vetypelkistyksestä tule muuta kuin se mainitsemasi tarusankari.
Ilmoita asiaton viesti
On todella harmi, että ensin on luotava ongelma, että insinöörille, ekonomille ja poliitikolle tulee kannustin keksiä teknistaloudellispoliittinen ratkaisu tuulivoiman mukanaan tuomalle ongelmalle.
Ilmoita asiaton viesti
Sattumavoimaa tuottavat tuulivoimalat seisovat tyhjän pantteina tyynellä säällä.
Niiden rakennuskustannuksien kuoletusaika tuotetulla sähköllä on 20-30 vuotta, mutta sinä aikana niitä on korjattava ja uudistettava monta kertaa.
Tuulivoima on sille tukia maksaville veronmaksajille kovin kallis utopia.
”Valtio maksanut massiivisia tuulivoimatukia”
https://www.salkunrakentaja.fi/2021/08/tuulivoimatuki-valtio/
”Veronmaksajien kolmen miljardin tuki tuulivoimalle on hukkainvestointi, jolla on jopa surkuhupaisia seurauksia”
https://tekniikanmaailma.fi/veronmaksajien-kolmen-miljardin-tuki-tuulivoimalle-on-hukkainvestointi-jolla-on-jopa-surkuhupaisia-seurauksia/
Ilmoita asiaton viesti
Tähän asti tuet on ollut alkusoittoa sille mitä tulevaisuudessa joudutaan hinnan kautta maksamaan.
Silloin kun luvattiin mojovat maan vuokratulot ja verotulot, ilman tukia, hinta oli kolme senttiä kw, jokainen ymmärtää että eihän se riitä edes käyttökustannuksiin.
No nyt se hinnanmuodostus pikkuhiljaa alkaa tulla näkyviin.
Helppoa se on panna sodan syyksi, ja varmaan joltain osalta onkin.
Ilmoita asiaton viesti
Tanskassakin on viimein ymmärretty, että ”keisarilla ei ole vaatteita ollenkaan”.
https://www.uusisuomi.fi/uutiset/tanska-teki-hataratkaisun-oljylla-ja-hiilella-toimivat-varavoimalat-kayttoon/4c9a6269-2ac6-44fa-923c-e676adc228e8
Ilmoita asiaton viesti
Olisi mielenkiintoista nähdä mitä mieltä ovat tuulivoiman ja vihreän energian kannattajat, jos ovat tuon varassa talven korkeapaineilla. Kyllä silloin kelpaa saastuttavampi energia, vaikka muuta väittävät.
Ilmoita asiaton viesti
Mikä on sitä saastuttavampaa energiaa?
Ilmoita asiaton viesti
Tuossa ruotsalaisproffa kertoo otsikon teemasta.
https://youtu.be/0Oh_w5KrEVc
Ilmoita asiaton viesti
Ruotsalainen professori Jan Blomgren avaa siinä perustellusti tuulivoimaan liittyvää inertia- ja muitakin säätöongelmia. Tarvitaan riittävästi suuria generaattoreita suhteessa pieniin, jotta sekunnin murto-osien häiriöt verkossa voidaan tulevaisuudessakin hallita. Niin kauan kuin tuulivoimaan perustuu vain pieni osa energiahuollosta, on se hallittavissa, mutta nyt ollaan rajoilla, jolloin satunnaisvaihtelut menevät yli mahdollisuuksien.
Tasaus siirtämällä sähkö tuulettomille alueille tuulisilta ei toimi, sillä tuulettomat alueet ovat liian suuria. Tuulisähkön varastointiin valtakunnallisessa mittakaavassa ei ole teknologiaa. Vesialtaat eivät riitä, akkuteknologia ei vielä ole lähelläkään tarvittavia kapasiteetteja, tarvittavat laajat sähkökatkot ja/tai sähkön käytön jousto suuressa mitassa on taloudellisesti tuhoisaa, vetyteknologia on alkuasteellaan ja koko edestakainen prosessi vedyksi ja takaisin sähköksi kuluttaa häviöihin yli puolet energiasta.
Blomgrenin ”lääke” on, että tarvitaan lisää suuria voimalaitoksia mahdollisimman nopeasti. Muilta osin on odotettava monia vuosia, ehkä kymmeniä, kunnes teknologian kehityshankkeet kypsyvät käytännön ratkaisuiksi. Vasta sitten voidaan tuulivoimalla tuottaa pääosa energiantarpeesta.
Ilmoita asiaton viesti
Ymmärrän Blomgrenin viestin niin, että tuulesta ja auringosta ei ole mahdollista saada aikaan merkittävää energian lähdettä ainakaan toistaiseksi. Meillä pitää olla tyynen pakkasyön kattava oma vakaa tuotanto. Vajaus voidaan kattaa vastaavalla vakaan sähkön tuonnilla.
Mitäs me sitten näillä propeleilla ja kennoilla tehdään. Mökillä ja omakotitaloissa ym pikkutarpeissa ne ovat kyllä käteviä energianlähteitä.
Ilmoita asiaton viesti
Blomgren muuten mainitsee parikin kertaa Olkiluoto kolmosen
malliesimerkkinä. Ensin sen vakauttavan vaikutuksen, minkä aikaansaa 70 metriä pitkän pääakselin turbiineineen ja generaattoreineen muodostama pyörivä 5000 tonnin massa ja sitten laitoksen tuoman omavaraisuuden, kun maiden välinen siirtokapasiteetti on tiukalla.
Negatiiviset esimerkit ovat Ruotsin ydinvoiman osittainen alasajo takavuosina ja Saksan luopuminen ydinvoimasta. Pointti ei ole energianlähde, vaan suurten stabiloivien yksiköiden poistuminen verkosta.
Ilmoita asiaton viesti
Euroopassa normaalituulella tuulisähköä ei juurikaan johdeta suurjänniteverkkoon Yleisin paikallinen jännite taitaa olla 30-10 kilovoltin luokkaa.
Ilmoita asiaton viesti
Tapio Sakki on sohaissut muurahaispesään: UudenSuomen uutinen tänään maanantaina3.10:
”Tuulivoiman yleistyminen loi suuren haasteen Suomen sähköverkolle – Fingrid suunnittelee nyt voimalan kokoista järjestelmää tasapainottamaan verkkoa
Sähköverkon tehotasapainoa ei voitaisi hallita ilman verkon sisältämää mekaanista inertiaa. Tuulivoiman inertia on puhdas nolla. ”
Ilmoita asiaton viesti