Arktisen tuulivoimalaitoksen lapalämmitysjärjestelmän suunnittelu, kehitys ja toteutus

Translated title of the contribution: Blade heating system of arctic wind power plant; design, development and applications

Mauri Marjaniemi, Esa Peltola

    Research output: Book/ReportReport

    Abstract

    Arktisen tuulivoimalaitoksen lapojen jäätyminen voidaan estää varustamalla lavat sähkövastuksiin perustuvalla lapalämmitysjärjestelmällä. Julkaisussa esitetään lapalämmitysjärjestelmän kehitysvaiheet tuntureiden tuulisuustukimuksesta, jäätymisen teorian ja tietokonemallien kehitystyön sekä testilaitosten kautta kaupallisiin sovelluksiin, tuotteistamiseen ja tulevaisuudennäkymiin. Lapalämmityselementtien suunnittelussa käytetään kahta, VTT Energian toimesta kehitettyä tietokonemallia. TURBICE on virtauskenttää ja jäätävien pisaroiden törmäystehokkuutta pyörivään roottorinlapaan laskeva malli, jonka perusteella määritetään lapojen jäätymään pyrkivät eli lämmitystä tarvitsevat alueet. HEAT on lämmön- ja aineensiirtomalli, jolla määritetään lapalämmityselementtien pintatehojakaumat. Käytännön esimerkkeinä tarkastellaan sekä Pyhätunturin 220 kW:n testivoimalaitokselta että Lammasoaivin arktisesta, 2 x 450 kW:n tuulipuistosta saatuja mittaustuloksia ja käytännön kokemuksia. Mittaustulosten, mallinnusten ja kokemuksen pohjalta kehitettyä lapalämmitysjärjestelmää ja sen tuotteistamista käsitellään seikkaperäisesti. Lapalämmitystarpeeksi 200 - 500 kW:n arktisilla tuulivoimalaitoksilla on vakiintunut noin 5 % tuulivoimalaitoksen nimellistehosta, mikä vastaa 1 - 3 %:n osuutta vuotuisesta tuotannosta. Tuotteistamisen edetessä näyttää lapalämmitysjärjestelmän kokonaiskustannuksiksi muodostuvan runsaat 5 % tuulivoimalaitoksen hankintakustannuksista. Lapalämmitykseen kulutettava energia, samoin kuin lapalämmitysjärjestelmän kokonaiskustannukset tulevat suhteessa laskemaan rakennettaessa lapalämmitysjärjestelmiä suuremmissa sarjoissa yhä suurempiin tuulivoimalaitoksiin.
    Translated title of the contributionBlade heating system of arctic wind power plant; design, development and applications
    Original languageFinnish
    Place of PublicationEspoo
    PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
    Number of pages55
    ISBN (Print)951-38-5003-x, 951-38-5004-8
    Publication statusPublished - 1998
    MoE publication typeD4 Published development or research report or study

    Publication series

    SeriesVTT Julkaisuja - Publikationer
    Number830
    ISSN1235-0613

    Keywords

    • wind power generation
    • wind energy
    • wind turbines
    • turbine blades
    • blades (machine elements)
    • electric heating elements
    • deicing
    • ice prevention

    Fingerprint Dive into the research topics of 'Blade heating system of arctic wind power plant; design, development and applications'. Together they form a unique fingerprint.

  • Cite this

    Marjaniemi, M., & Peltola, E. (1998). Arktisen tuulivoimalaitoksen lapalämmitysjärjestelmän suunnittelu, kehitys ja toteutus. VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Julkaisuja - Publikationer, No. 830 http://www.vtt.fi/inf/pdf/julkaisut/1998/J830.pdf