Exam text content

SMG-4500 Tuulivoima
tentti 12.9.2011 Aki Korpela
OMAN OHJELMOITAVAN LASKIMEN KÄYTTÖ SALLITTU

I
Selitä lyhyesti seuraavat käsitteet: (1 p/kohta)

tuulivoimalan lavan sakkaaminen (N gradienttituuli
(£) huipunkäyttöaika (d) rajakerros
(£) Betzin laki (f) kohtauskulma
2

Matalapaineen keskus on sateisena päivänä asettunut Turun kaupungin yläpuolelle.
Perustele, minkä suuntainen ilmavirtaus tätä matalapaineen keskusta kiertää.
Havainnollista kuvan avulla myös sitä, miten matalapainetta kiertävä ilmavirtaus
muuttuu, kun siirrytään rajakerroksen yläpuolelta rajakerrokseen. Mistä tämä muutos
johtuu? (6 p)

(3

"Miten nosto- ja vastusvoima liittyvät tuuliturbiinin toimintaan? Entä miten kohtauskulma
saadaan pysymään muuttumattomana koko lavan matkalta tuulivoimalassa. Pyri
mahdollisimman selkeään ja loogisesti etenevään vastaukseen. Kerro vielä, miten
kohtauskulma käyttäytyy muuttuvissa tuulisuusolosuhteissa, kun voimala on tyypiltään
vakionopeuksinen tai vaihtuvanopeuksinen? (6 p)

4.

0 Perustele, miten —rajakerroksen ilmavirtaukset poikkeavat rajakerroksen
yläpuolella virtaavista tuulista. (2 p)

O Mikä on suuruusluokka Suomeen asennetun tuulivoiman nimellistehosta vuoden
2010 lopussa? Entä mikä on tavoite Suomeen asennetun tuulivoiman

w nimellistehosta vuoteen 2020 mennessä? (2 p)

[9 Kerro lyhyesti tuulivoimahankkeen käynnistämistä edeltävistä tuulimittauksista.

(2p)

(a) Mökkinaapurisi — harkitsee | pientuulivoimalan hankintaa. Koska opiskelet
teknillisessä yliopistossa, hän antaa sinun tehtäväksesi arvioida, kuinka paljon
voimala tuottaa sähköenergiaa vuoden aikana. Jos lähtötietona on vain tuulen
nopeuden vuosittainen keskiarvolukema voimalan napakorkeudella, miten saat
arvioitua pinta-alamenetelmällä voimalan tuotantoa? Periaatteellinen selitys
riittää, eli tuulen nopeuden todennäköisyysjakaumia ei tarvitse alkaa käsin laskea.
(4p)

(b) — Mikäon tuulivoiman syöttötariffin taso Suomessa? Mitä syöttötariffi käytännössä
tarkoittaa, eli millä perusteella valtion maksaman tuen suuruus määräytyy? (2 p)