Photo: Andreas Klinke Johannsen
Tuulen voimia on hyödynnetty niin kauan kuin purjeita on käytetty laivoissa. Purjeen historia alkoi yli 5 000 vuotta sitten Niilillä, nykyisen Egyptin alueella. Tuulimyllyjen jäänteitä on löydetty Kiinasta ja Lähi-idästä ajanlaskumme alun ajalta, jolloin tuulimyllyjä käytettiin vesipumppuihin ja kasteluun.
Euroopassa ensimmäiset tuulimyllyt rakennettiin 1100-luvun aikana, ja tekniikka otettiin nopeasti käyttöön monin paikoin. Keskiajan tuulimyllyjä käytettiin sekä jyvien jauhamiseen että veden pumppaamiseen, ja eri puolilla Eurooppaa oli vuoden 1300 tienoilla tuhansia tuulimyllyjä.
Kun puhumme tuulimyllyistä tänään, useimmat ajattelevat kuitenkin tuuliturbiineja, jotka tuottavat sähköä. Täällä Pohjoismaissa Tanska aloitti tuulivoiman kehittämisen 1970-luvun puolivälissä, kun vuoden 1973 maailmanlaajuinen öljykriisi synnytti tarpeen olla omavarainen energian suhteen.
On monia erilaisia tuuliturbiineja, ja etenkin 1980-luvun alussa kokeiltiin monia tyyppejä. Nyt useimmat tuuliturbiinit ovat samanlaisia. Kolme valkoista, suurta, pitkää ja kapeaa siipeä asennettuna tornin huipulle on niiden ominainen piirre niin Pohjoismaissa kuin missä tahansa muualla maailmassa.
Hyvä paikka tuulivoimalle
Pohjoismaat ovat kuin luodut tuuliturbiineille. Täällä on pitkiä rantaviivoja ja runsaasti tuulta, mutta harvoin niin voimakkaasti, että kyse olisi hurrikaaneista. Tanskasta tuli siis jo varhainen pioneeri tuuliturbiinien kehittäjiä, ja tanskalainen yritys Vestas on tällä hetkellä yksi maailman suurimmista tuuliturbiinien tuottajista. Tanskassa on asennettuna yli 5 000 tuuliturbiinia, ja tällä katetaan kolmasosa maan sähkökulutuksesta. Tuuliturbiinien määrä siellä on noin kaksi kertaa enemmän kuin muissa Pohjoismaissa yhteensä. Tämä ei kuitenkaan välttämättä kerro, miten paljon energiaa tuulen avulla tuotetaan. Uudemmat tuuliturbiinit tuottavat nimittäin enemmän sähköä turbiinia kohti kuin vanhemmat turbiinit. Tämä tarkoittaa, että Ruotsi – joka on Pohjoismaissa tuuliturbiinien suhteen kakkossijalla – ohittaa Tanskan vuonna 2014 Pohjoismaana, joka tuottaa eniten sähköä tuuliturbiineilla.
Mitä tuulivoima on?
Tuulivoima on ilmaus sille kineettiselle energialle, jota tuuli sisältää. Kineettistä energiaa kutsutaan myös liike-energiaksi. Kun tuuli puhaltaa, ilma liikkuu ja painuu myllyn siipiä vasten. Siivet on muotoiltu sellaisiksi, että tuuli johdetaan tiettyyn suuntaan siiven ympäri, mikä saa siiven painumaan tiettyyn suuntaan. Siipi jarruttaa niin vähän tuulta, ja jarrutusenergia siirtyy liikkeeseen – samaan tapaan kuin jos puhallat lehteen. Tuuliturbiinin siivet ovat kiinni navassa. Siipiä ja napaa kutsutaan yhdessä roottoriksi. Kun tuuli puhaltaa, roottori pyörii ympäri, ja tuuli muuttuu mekaaniseksi energiaksi. Mekaaninen energia muuntuu tuuliturbiinin konehuoneessa sähköenergiaksi, joka voidaan lähettää sähköverkkoon.
Mistä tuuli syntyy?
Tuuli puhaltaa, koska ilmalla on erilainen lämpötila eri puolilla maapalloa. Erilaiset lämpötilat saa aikaan aurinko. Aurinko tuottaa siis tuulta. Lämmin ilma on kevyempää kuin kylmä ilma, minkä takia lämmin ilma nousee ylös. Tämä saa aikaan alipaineen maanpinnalla. Tätä kutsutaan myös matalapaineeksi.
Sitä vastoin siellä, missä ilma laskeutuu takaisin maahan, syntyy ylipainetta. Tätä kutsutaan myös korkeapaineeksi. Matalapaine imee itseensä ilman lähialueilta, joissa paine on korkeampi.
Tällä tavalla syntyy tuulta. Tuulen voimakkuus riippuu siitä,
• miten suuri ero matala- ja korkeapaineella on
• miten suuri etäisyys matala- ja korkeapaineella on.
Maapallon kierto saa lisäksi tuulet kääntymään – oikealle pohjoisella pallonpuoliskolla ja vasemmalle eteläisellä pallonpuoliskolla. Siksi tuuli pyörii matalapaineella – vastapäivään meidän pallonpuoliskollamme.
Kirjaudu sisään lukemaan lisää
