*

Ilkka Hyttinen Rakastan - siksi elän

Spiraalituuliturbiinit potkurimyllyjen tilalle

Yltyneet myrskyt sähkökatkoineen ovat tuoneet esille varavoimaloiden tarpeellisuuden. Potkurikäyttöiset tuulivoimalat eivät tule tällöin kysymykseen, sillä isoina ne aiheuttavat haitallista melua ja tärinää kilometrinkin päähän asuntojen sisälle asti. Myrskytuulilla ne ovat toimimattomia. Niiden välkehdintä/varjoilu ja vaara linnuille eivät edusta kestävän kehityksen ekologiaa. Niiden muodostamat laajat ”tuulipuistot” ovat siten eristettyinä luonteeltaan kaukana todellisista luontopuistoista.

Tutka-asemat ja tuulivoima eivät ole olleet viime aikoina myöskään yhteensopiva yhtälö enempää kuin ikivanhan perusteknologian potkurimyllyt taajamissa kerros- ja omakotitalojen keskelläkään. Suhteellisesti korkeina ja laajan tilan vaativina ne eivät sovellu lentoliikenteenkään lomaan.

Ongelmaan löytyy kuitenkin toimiva ratkaisu. Uudempaa, 30- vuotista kehitysteknologiaa edustava kotimainen Windside on pystyakselinen, purjehdustekniikkaan perustuva tuuliturbiini, jonka tuuliroottoria pyörittää kaksi spiraalinmuotoista siipeä.

WS- tuuliturbiini toimii silloinkin, kun muut eivät toimi - lempeällä kesätuulella ja ankarassa talvimyrskyssä. Se toimii, kun muut ovat paksussa jäässä. WS tuottaa sähköä vähintään 50 % ja jopa kolmekin kertaa enemmän vuodessa kuin perinteiset potkurimallit.

WS ei pidä meteliä. Se on tutkimusten mukaan äänetön, koska sen kehänopeus ei ylitä tuulennopeutta. WS ei tapa lintuja. Tämän haitattoman ja ja turvallisen sähköntekijän voi pystyttää keskelle asutusta, ja jopa lapsi voi pientehoisen WS:n pysäyttää. Turbiini on sitä paitsi kaunis – sitä käytetään osana taide- ja valoteoksiakin. Toiset näkevät sen muodossa DNA:n, toiset taas korkkiruuvin pään, toisten mielestä turbiinin liike muistuttaa ballerinan siroa pyörähdystä…

Maailmalla vallitseva keskituulennopeus on n. 3m/s. Erityisen siipirakenteen ansiosta turbiini pystyy hyödyntämään myös 1-3 m/s tuulet, mikä on riittämätön nopeus muille. Windside tuottaa myös myrskyissä, testattu 60 m/s, mikä on kestämätön nopeus muille.

Paitsi tuulennopeus, myös turbulenssi ja tuulen suunnan vaihtelut vaikuttavat turbiinien sähkön tuottoon. Windside pystyy hyödyntämään kaikilta suunnilta puhaltavat tuulet, jopa kierteiset, toisin kuin perinteiset mallit. Spiraalisiivet kohtaavat tuulen aina oikeassa kulmassa.

Kansainvälisesti hyväksytty tuulivoiman tuottonormi on kWh/m2/vuosi. Muut suomalaiset pienvoimalayritykset eivät ilmoita tällä globaalisti hyväksytyllä normilla energiatuottoa, vaan ilmoittavat vain nimellis- tai maksimitehon W- tai kW-lukuina. Nämä luvut eivät kerro kuluttajalle oikeastaan mitään. Todellinen keskituotto luonnonoloissa näin ilmoitetuista luvuista 20-30%.

Tuulivoimaloiden tuottolukuja vertailtaessa on tiedettävä myös tuulipinta-ala: Windside-tuuliturbiinin halkaisija x korkeus; potkurivoimalan lavan kärjen piirtämän ympyrän pinta-ala. Windside – tuuliturbiinin keskituotto on 700 kWh/m2/v, alle 5 m/s tuulennopeudella, tällöin esimerkiksi WS-4:n (halk. 1m, kork. 4m) vuosituotto on 700 x 4 = 2800kWh. Siten 2,5 m x 10 m WS- turbiini tuottaa vuodessa n.17500 kWh eli sähköenergian omakotitalon tarpeisiin.

WS- turbiinin  ainoa huoltotoimenpide on laakerien rasvaus, jonka voi jättää automaattisen voitelujärjestelmän huoleksi. Helposti vaihdettavien vakiotyyppisten laakereiden huoltoväli on useita vuosia.

WS- tuuliturbiinivoimala on kestävä ja luotettava; lapoja ei tarvitse kääntää eikä siinä ole mekaanista vaihteistoa. Pystyakselisten tuulivoimaloiden tapaan erillistä suuntauskoneistoa ei ole.

Puolustusvoimien ja lentoliikenteen tutkahäiriöitä pystyakselisen turbiinin pitäisi aiheuttaa vähemmän. Kiinteät siivet suuntautuvat turbiinien keskiöstä spiraalimaisesti ylöspäin, joten ukkosenjohdatin pystytään asentamaan kiinteään mastoon voimalan keskelle. Kiinteän ukkosenjohdattimen ja kapeamman toiminta-alueen vuoksi pystyakselinen tuuliturbiini aiheuttaa ilmeisesti vaaka-akselista vähemmän häiriöitä tutka- ja tv-signaaleille.

WS:n äänettömyys ja ympäristöystävällisyys mahdollistavat sen asentamisen keskelle asutusaluetta; puistoihin, teiden varsille jopa rakennusten yhteyteen. Uusiutuvan energian lisääntyvä tarve ja kysyntä ovat monipuolistaneet WS:n käyttökohteita. Rakennuksiin kohdistuva LEED -sertifiointi on avannut julkiset rakennukset ja pilvenpiirtäjät uudeksi käyttökohteeksi. Tästä hyvänä esimerkkinä on Kiinan Guangzhoussa oleva Pearl River Tower. 

Tähän suomalaiskeksintöön perustuvaa megaluokan spiraalituulivoimalaa suunnitellaan jo Valkeakoskelle. Kaavoittaja haaveilee Helsinki-Tampere -moottoritien varteen uuden teollisuusalueen maamerkiksi 120 metriä korkeaa spiraalimallista tuuliturbiinia. Ja seuraavaa haaveillaan ainakin Jämin harjulle ja spiraalituulipuisto toteutunee Jämijärven Suurimaalle – siitä vaan…

Potkurimallisissa tuulipuistoissa tuulimyllyn etäisyys toisistaan täytyy olla satoja metrejä niiden toisilleen aiheuttaman turbulenssin vuoksi. Kyseinen ilmiö ei häiritse WS –tuulipuiston toimintaa turbiinin rakenteen ansiosta. Ko. ilmiön vuoksi 30 MW:n potkurimallisen tuulipuiston vaatima pinta-ala on vähintään 2 km2, vastaavan WS –tuulipuiston pinta-ala tulisi olemaan vain 0,5 km2. Spiraalituuliturbiineilla toteutettuja  tuulipuistoja koskeva tuotekehitys onkin edennyt suunnitellusti. Päätöksen takana ovat usean vuoden testitulokset ja niissä todetut merkittävät kasvuluvut neliötehoissa siirryttäessä suurempiin kokoihin, ainakin teoriassa 200 m x 50 m kokoluokkiin asti.

Piditkö tästä kirjoituksesta? Näytä se!

4Suosittele

4 käyttäjää suosittelee tätä kirjoitusta. - Näytä suosittelijat

NäytäPiilota kommentit (17 kommenttia)

Käyttäjän karjala kuva
Veikko Saksi

Mielenkiintoinen hanke ja rakenne varsinkin, kun nyt etsitään korvaavia energiamuotoja.

Kirjoitat, että "turbiini pystyy hyödyntämään myös 1-3 m/s tuulet". Luku on matala, eikä firma itse näytä lupaavan noin pienillä tuulilla toimimista. Hintavertailua et tee, mutta näyttäisi siltä, etteivät eri laitokset kamalasti investoinnin suhteen eroa.

Itse turbiiniosa on hyvän näköinen, mutta alaosa pilaa vaikutelmaa. Kun spiraali asennetaan siten kuin on tuon edellisen linkin mukaisen kauppakeskuksen katolla, homma näyttää ihan fiksulta. Eli sijainti on paljon vapaampi kuin tavanomaisesti.

Muistan, että keskustelin Seppo Hautalan (sama mies, jonka pankki ja kilpailevat yritykset tahallisesti ja erittäin rumasti kaatoivat eli Vise Ky) kanssa tuulivoimalasta. Hän oli kehittänyt tämän spiraalin tyyppisen ratkaisun, jota en enää ihan tarkasti muista.

Joka tapauksessa on erinomaista, että luonnonenergiaa käytetään hyväksi ja etsitään uusia ratkaisuja, olivat ne sitten tuulta, aurinkoa, vuorovettä, aaltoja …

Kunhan vielä keskitään, miten maan G-viivoja voidaan hyödyntää energiankäytön kannalta, ollaan jo pitkällä. Olisikohan se oikea nimi geomagneettinen ilmiö.

Käyttäjän ilkkahyttinen kuva
Ilkka Hyttinen

Toistaiseksi on luottaminen vain Windsiden ao. esityksiin, en ole edes firman markkinoija - itseäni kiinnostaa ao. tekniikan kehittyminen ja kehittäminen ja siinä sivussa hiukan informointikin, etten sanoisi toiveena myös senkin hyötykäyttö, kunhan vaan vielä hinnat tippuvat...

WS- spiraaliturbiinin etu on juuri tuo ao. "normaalituulia" matalammillakin tuulilla toimiminen (eräässä tapauksessa saattaisi ehken toimia tuulettomassakin aurinkosäässä...)...

Windsiden sivuilta löydät ao. spiraalien hintoja, en tässä puutu enempää niihin...

Art on tietysti katsojan silmissä, mutta aihiota on käytetty myös mainos- ja valoefektitarkoituksiin, yms...

http://www.windside.com/fi/asiakkaat_markkinat/tuu...

Löytäisitkös lisää infoa/linkkejä tuosta Hautalan ratkaisusta?

Noita erinäköisiä teknisiä energiavempaimia löytyy kyllä maailmalta useita - eräskin lupaava on spiraali- ja vispilämyllyn yhdisteturbiini - palataan asiaan, jahka saan enemmän vertailevaa tietoa...

Ja aivan kotoisilta tanhuviltammekin:

”Keksijä-fyysikko Matti Nurmian kehittämästä uudenlaisesta pystyakselisesta tuuliturbiinista rakennetaan pian koetuulivoimala, kertoo Jyväskylässä ilmestyvä sanomalehti Keskisuomalainen.
Nurmia on kehittänyt turbiinia Jyväskylän yliopiston tieteellisen laskennan laboratorion kanssa. Professori Pekka Neittaanmäki aikoo koota yritysryhmän koetuulivoimalan rakentamiseksi. Neittaanmäki odottaa keksinnön tuovat työpaikkoja Keski-Suomeen. Parhaassa tapauksessa Darrieus-Nurmia-tuuliturbiinin koevoimala pyörii jo ensi kesänä.
Nurmia haluaa välttää pystyakselisella turbiinilla perinteiseen vaaka-akseliseen liittyviä ongelmia. Nurmian mukaan pystyakselinen voimala on matalampi ja sen ohuet siivet näkyvät vain muutaman kilometrin päähän.
Puolustusvoimien ja lentoliikenteen tutkahäiriöitä pystyakselisen turbiinin pitäisi aihettaa vähemmän. Pystyakselisen tuuliturbiinissa on ylöspäin vinosti suuntautuvat siivet.

Siivet suuntautuvat turbiinien keskiöstä ylös, joten ukkosenjohdatin pystytään asentamaan kiinteään mastoon voimalan keskelle. Kiinteän ukkosenjohdattimen ja matalamman rakenteen vuoksi pystyakselinen aiheuttaa myös vaaka-akselista vähemmän häiriöitä tutka- ja tv-signaaleille, Nurmia sanoo Keskisuomalaisessa. ”

http://www.tekniikkatalous.fi/energia/keskisuomala...

http://www.tekniikkatalous.fi/multimedia/archive/0...
. . .

”TUULITURBIINI

Nykyisten tuuliturbiinien tehoa ei voida olennaisesti lisätä koska turbiinin siivenkärkien kehänopeus kasvaa liian suureksi siipien pituutta lisättäessä.

Ratkaisu suurempitehoisiin tuuliturbiineihin esitettiin pat.hakemuksissamme

• FI 20065487
• FI 20075941

Olemme jättäneet tuuliturbiinista myös kansainvälisen PCT-hakemuksen
• PCT/FI2009/050790 (hyväksyvä välipäätös)

Tässä ratkaisussa pystyakselisen turbiinin siivet kiertävät ylöspäin avautuvaa kartiorataa. Kartioradan poikkileikkaus on soikio, jonka isoakseli on tuulen suuntaa vastaan kohtisuorassa. Liikekartion avauskulmaa, siipien geometriaa ja radan soikeutta säädetään tuulen voimakkuuden mukaan optimaaliseksi.

Käyttämällä erikoislujia lujitemuoveja, kuten hybtoniittia® ja varustamalla turbiinin siivet haruksilla voidaan turbiineilla saavuttaa n. 10 MW teho.”

http://www.cuycha.com/fi/tuuliturbiini.pdf
. . .

”Uusia keksintöjä uusiutuvan energian tuotantoon
Erikoistutkija Matti Nurmia Jyväskylän yliopiston kemian laitoksesta on keksinyt ratkaisun tuuliturbiinien tehon suurentamiseksi. Lisäksi hän on kehittänyt keinoja hiilivoimaloiden ympäristöhaittojen vähentämiseksi.

- Haavoittuville ydinvoimaloille on olemassa vaihtoehtoja. Sisä-Suomeen hajautetut voimalat aktivoisivat maakuntien teollista toimintaa, johtaisivat omavaraisuuteen energian tuotannossa ja loisivat uusia vientituotteita, Nurmia huomauttaa.

Nurmia on useita vuosia tutkinut ja kehittänyt keinoja tuottaa vähäpäästöistä tai jopa päästötöntä energiaa kotimaisista polttoaineista.

Lisää puhtia tuulesta

Yksi Nurmian kehittämistä ratkaisuista on tuulivoimaloiden energiatuotannon tehostaminen. Nykyisten tuuliturbiinien tehoa ei voida kaksinkertaistaa, koska siipien pituutta lisättäessä turbiinin siivenkärkien kehänopeus tulee liian suureksi. Nurmian keksimässä ratkaisussa pystyakselisen turbiinin siivet saatetaan kiertämään pitkin ylöspäin avautuvaa kartiopintaa. Hän arvioi, että tehtyjen muutosten avulla voidaan ylittää turbiinien nykyinen 4 - 5 mega-watin haamuraja ja saavuttaa n. 10 MW teholuokka.

Pienen, yksityistalouksiin soveltuvan mallin prototyyppi on suunniteltu yhteistyössä Jyväskylän yliopiston tieteellisen laskennan laboratorion kanssa ja sen valmistus aloitetaan pian. Patentinhakuprosessi on käynnissä.

- Meillä on kaikki, mitä tarvitsemme kustannustehokkaan, omavaraisen tuulienergian tuotantoon. Merenkurkku ja Perämeri ovat Euroopan parhaita alueita tuulipuistoille, ja myös Sisä-Suomessa on erinomaisia alueita. Meidän pitää vain luoda tehokas organisaatio ja tarttua toimeen, Nurmia tähdentää.”

https://www.jyu.fi/ajankohtaista/arkisto/2010/07/t...

- tässä vielä tuo linkki spiraaliturbiinista Valkeakoskelle:

http://yle.fi/alueet/tampere/2011/12/maailman_kork......

Käyttäjän karjala kuva
Veikko Saksi

Kiitos pitkästä selvityksestäsi. Aihe on kiinnostava, mutta nyt täytyy taas keskittyä uuden Karjalan Kuvalehden tekemiseen.

En ole useampaan vuoteen seurannut teknistä kehitystä tällä alalla, joten en hallitse teemaa. Seppo Hautalan piirustukset voinevat löytyä jostain arkistostani, mutta en siitäkään ole varma. Sen muistan, että Hautalan rakenne oli pysty ja turbiiniosa oli pyöreän kuoren sisällä ainakin osittain. Sitä en muista, oliko itse turbiiniosa spiraali vai suora, mahdollisesti suora.

Kunhan kehitykseen aletaan todella satsata, varmasti löytyy korvaavia ratkaisuja. Esim. erinomaista korvaavaa tekniikkaa on ollut jo ainakin 1980-luvulta, mutta sen kehittäminen ei ole ollut suuryritysten intressissä.

Käyttäjän ilkkahyttinen kuva
Ilkka Hyttinen

P.S. ...muuten Veikko olen sitä mieltä että se Karjala tulee vielä takaisin tavalla jos toisella diplomaattisella...

Käyttäjän karjala kuva
Veikko Saksi

Kyllä, ehdottomasti. Karjala, Petsamo ja muut Suomelta pakkoluovutetut alueet palautuvat rauhanomaisesti neuvotellen takaisin Suomelle. Erityisesti Petsamo on tällä hetkellä erittäin tärkeä alue, kun Jäämeri sulaa kiihtyvällä vauhdilla.

Käyttäjän ilkkahyttinen kuva
Ilkka Hyttinen

OK Veikko, toivotan Sinulle ja meille karjalaisille (mä 1/2) parhainta jatkoa tässä elintärkeässä asiassamme! Siunauksin,
Ilkka

K Veikko

Pysty-tuulimylly on helppo itsekin rakentaa parista tynnyristä. Ohjeita löytyy netistä.

http://www.youtube.com/watch?v=aHPGwjlP6QE

Käyttäjän esalehtinen kuva
Esa Lehtinen

Erittäin mielenkiintoinen Savonius-roottorin kehitelmä.

Mikähän mahtaa olla tuotetun sähkön hinta per kWh ja verrattuna vaikkapa ydinsähköön?

Käyttäjän ilkkahyttinen kuva
Ilkka Hyttinen

Varsin laaja kysymys hiilijalanjälkineenkin. Palataan asiaan jahka saan luotettavaa, testattua tietoa asiasta, esim. itse "koekaniinina" abt. 20 kW spiraalitehoilla...

Tulevaisuudessa näemme, miten spiraalit valtaavat alaa todellisina vastustamattomina tuulipuistoinakin, ellei, sitten aurinko, ...

Käyttäjän ilkkahyttinen kuva
Ilkka Hyttinen

Alla olevasta linkistä on pääsy kuvagalleriaan, jossa on kuvia WS- turbiineista eri puolella maailmaa.

http://www.windside.com/gallery

WS:n tuotantoon ovat tulossa myös isommat turbiinimallit:

10 x 30m = WS-300
15 x 40m = WS-600 (vain tarvittaessa)
20m x 60m = WS-1200

Lisätietoa WS- tuotteistalöytyy osoitteesta:

http://www.windside.com/fi/tuotteet

…ja tuo 120- metrinen sitten sinne Valkeakoskelle 3- moottoritien varteen – milloinkahan näemme 200- metrisen? – perinteistä vispilämyllyä mahdottomana ’ei koskaan’…

Erään kiinalaisen tuottajan spiraalituuliturbiinien halkaisija – korkeus- suhde on 1 : 2 tai 1.5 :2 (vanhalla mallilla 1:3 ) – heidän tietonsa mukaan tämä muotosuhde on aksiaalista kuormitusta ja käytettävissä olevaa pakkauskokoa ajatellen, meritse kuljetuksia varten.

Suuremmat, 200kW - 2Mw spiraalituuliturbiinit he tuottavat paikallisilla markkinoilla omassa prosessissaan.

Tässä lisää infoa spiraalituuliturbiineista ja uusiutuvista energioista:

http://www.digitoday.fi/keskustelut/?forumID=50&th...

http://aamulehdenblogit.ning.com/profiles/blogs/uu......

http://aamulehdenblogit.ning.com/profiles/blogs/st......

Windside- spiraalituuliturbiinit ovat alun perin suunniteltu ja valmistettu akunlataukseen ammattikäyttöön. Akunlatauslaitteita käyttävät asiakkaat ovat olleet useimmiten eri maiden ammattilaisia, kuten viranomaisia, tutkimusryhmiä jne. WS-laitteita käytetään yleensä alueilla, jonne ei ole saatavilla verkkovirtaa tai se on kohtuuttoman kallista. WS- turbiinit on suunniteltu kestämään äärimmäisiä olosuhteita. Ne valmistetaan korkealaatuisista ja pitkäikäisistä materiaalista (TJ:n väite: ”jopa 100 vuotta).

Akunlataus- tuotesovellus on edelleen tärkeä osa tuotantoa, mutta tänä päivänä yhä merkittävämpi paino on rakennuksiin liitettävillä tuuliturbiineilla. Yhtenä esimerkkinä viimeaikaisista WS-projekteista on Pearl River Tower pilvenpiirtäjä Guangzhoun maakunnassa Kiinassa. Alla on linkki arkkitehtitoimisto SOM sivuille, joilta löytyy lisää tietoa Pearl River Tower projektista. Klikkaamalla kohdasta ”Sustainable design” päästään osioon, jossa kerrotaan tarkemmin kuinka rakennuksen ”zero-energy” konsepti on toteutettu.

http://www.som.com/content.cfm/pearl_river_tower

Windside-turbiinit ovat testattuja ja palkittuja. Mm. Turun saaristossa tehdyt mittaukset osoittivat, että Windside tuotti 50% enemmän sähköä vuodessa kuin perinteiset propellimallit samalta tuulipinta-alalta. Siitä vaan pysyttelemään vanhoissa,mekaniikaltaan raskaissa ja tehottomissa propellimyllyissä ja 1/4- tehoisissa "tuulipuistoissa" vs. spiraalit...

Käyttäjän ilkkahyttinen kuva
Ilkka Hyttinen

Tässä vielä muutamia maailmalta löytyviä VAWT- rakenteisten tuuliturbiinien tuottajia:

http://www.ecobusinesslinks.com/vertical_axis_wind...

Käyttäjän ilkkahyttinen kuva
Ilkka Hyttinen

Eero kirjoittaa spiraalituuliturbiinien ”ongelmista” sillä varmuudella, jolla jokseenkin täydellinen tietämättömyys niistä esiintuo ns. viimeisen sanankin vääntämisen välttämättömyyden innolla. Tuleepi eittämättä mieleen vanhan teknologian vispilämyllyjen puoltamisen mahdollisesti maksetut korruptiotkin, joilla on yritetty estää uuden tuulitekniikankin kehitys…

No, on se Eeronkin spiraalien skeptisyydessä sentään se hyvä puolensa, että näitäkään rivejä olisin tuskin koskaan ainakaan tässä yhteydessä eikä määrässä tänne tullut lisänneeksi – into vain kasvaa – että kiitosta vaan!...

Ilmastonmuutoksen seurauksena historiallinen maaseudun, kaupunkien ja kehitysmaiden liitto:
Äänettömät, jäätymättömät spiraalituulivoimalat säätövoimaksi sähkötuotantoon:

http://www.svve.fi/images/A_SVVEjaWindside.pdf

Windside on ainoa etelänavan vaativiin olosuhteisiin suositeltu tuuliturbiini.

Rakennettu kestävästä komposiittirakenteesta ja ruostumattomasta teräksestä, jotka tekevät siitä kestävän ratkaisun mm. meriolosuhteisiin.

Oy Windside Production Ltd on toiminnassaan sitoutunut taistelemaan hyvän asian puolesta: edistämällä eettisesti puhtaita arvoja ja ideologiaa, joka edesauttaa luonnon palautumista ja säilymistä puhtaana ja elättää toivoa tulevaisuudesta. Tarkoituksena on nostaa kestävän kehityksen arvot kunniaan.

WS -turbiinit on kehitetty toimimaan itsenäisinä yksikköinä kaikkein vaativimmissakin olosuhteissa: ne kestävät lumi – ja hiekkamyrskyä, kuumuutta ja kosteutta ja ne toimivat myös jäätävissä olosuhteissa.

Suurien kaupunkien pilvenpiirtäjien huipulle asennetaan pieniä spiraalituulivoimaloita.

Vähäisemmän tuulentarpeen vuoksi WS -mallit tuottavat energiaa vuodessa
keskimäärin 120 päivää enemmän kuin potkurimallit.

Roottori on rakenteeltaan yksinkertainen, josta seuraa luotettava toiminta. Laitteen toiminnan ymmärtäminen ja sen toimintakuntoon saattaminen on helppoa alkeellisimmissakin olosuhteissa.

”WS -voimalan generaattori on luotettava kolmivaiheinen kestomagneettigeneraattori, jossa vain laakerit kuluvat. Tuulivoima on tunnetusti yksi maailman energiatuotannon lupaavimmista tulevaisuuden energiamuodoista seuraavina vuosikymmeninä. Sillä tuotetaan sähköenergiaa edullisemmin kuin esim. jätteenpoltolla tai biokaasulla.

WS -voimalan kotimaisuusaste on erittäin korkea. Se on vientituote, joka soveltuu hyvin karuihin olosuhteisiin, kuten kehitysmaihin. Windsiden kehittämät voimalat ovat tarpeellisia maailmanmarkkinoilla.
Mielestäni nykyisen malliston suurimpana puutteena on, että suuritehoisia laitteita ei ole vielä rakennettu.

Mitään teknistä estettä tälle ei ole näköpiirissä. Windsiden voimaloiden toiminnasta on jo niin paljon kokemusta, että alkaa olla kansallinen häpeä, ettei suuritehoisia laitteita ole pystytetty eikä niitä ole saatettu kansainvälisille markkinoille. Suosittelen lämpimästi WS -voimaloiden tukemista.”

Hyvinkäällä 23.2.1994, Timo Vekara, tutkija, TKL, Suomen Akatemia, Professori, Vaasan yliopisto,
Kaupallistekninen tiedekunta - Sähkötekniikka (v. 1999)

Windside -tuuliroottorin rakenteen pääkomponentteina on kaksi poikkileikkaukseltaan lähes puoliympyrän muotoista spiraaliksi pituussuunnassa kierrettyä siipeä. Nämä sijaitsevat kiertosymmetrisesti pystysuoran akselin suhteen. Siipi on kolmidimensionaalisesti käyristynyt ohut kuori. Siivet kiinnittyvät keskiakseliin ja
tasapainottavat toistensa keskipakovoimat.

Eero väittelee spiraaleista täyttä duupadaapaa – täysin päinvastoin!:

Roottori voidaan laakeroida joko ulokkeeksi tai tukea molemmista päistään. Rakenteen oma paino vastaanotetaan aksiaalilaakerilla. Tuulen vaikutuksesta roottoriin syntyy tuulen suuntainen vastusvoima ja kohtisuorassa oleva vääntömomentin aikaansaava nostovoima. Nämä vastaanotetaan radiaalilaakerien avulla. Siipien kierrosta johtuen siiven poikkileikkaukseen kohdistuvasta aerodynaamisesta voimasta syntyy myös pystysuora komponentti, joka kevittää rakenteen painoa.

Tähän mennessä on tehty vain pieniä Windside -tuuliroottoreita. Suurimmat tähänastiset ovat olleet halkaisijaltaan 1 m ja korkeudeltaan 4 m, eli projektiopinta-alaltaan 4 m2. Periaatteessa kokoa voidaan kasvattaa skaalaamalla kaikkia mittoja säilyttäen geometria muuttumattomana. Koon kasvattaminen vaikuttaa kuitenkin moniin sekä aerodynaamisiin että rakenteellisiin tekijöihin.

Tuuliroottorin aerodynaamiseen toimintaan koko vaikuttaa Reynoldsin luvun kautta lähinnä vastuskomponenttiin, jos geometrinen muoto ja väliaine - ilma - ovat samanlaiset. Esimerkiksi 10 m/s tuulella 1 m halkaisijaisen tuuliroottorin Reynoldsin luku on noin 660 000. Koska Windside roottorin siiven kehänopeus on aina lähes sama kuin tuulen nopeus, ainoastaan halkaisija vaikuttaa Reynoldsin lukuun. Tällä Reynoldsin lukualueella yli kymmenkertainen mittojen kasvatus ei vaikuta vielä merkittävästi roottorin aerodynaamiseen toimintaan. Reynoldsin luvun kasvaessa on todennäköistä pieni vähennys vastuksessa ja pieni lisäys nostovoimassa. Nämä molemmat tekijät parantavat suuren roottorin toimintaa.

Windside -tuuliroottorin kehänopeus pysyy muuttumattomana ( = tuulen nopeus ) halkaisijasta riippumatta. Näin ollen siiven pinta-alayksikköön kohdistuvat keskipakovoimat ( v potenssiin kaksi/r ) pienenevät halkaisijan kasvaessa. Keskipakovoimien suhteen tilanne on sitä edullisempi mitä isompi roottorin halkaisija on! Pyörteiden irtoaminen sylinterimäisen rakenteen takana, von Karmanin pyörrerata, aiheuttaa jaksollisia kuormia rakenteeseen. Näiden taajuus f = 0,2 V/D, jossa V on tuulen nopeus ja D rakenteen halkaisija.

Esimerkiksi 10 x 40 m roottorilla 40 m/s tuulessa f = 0,8 Hz. Taajuus laskee halkaisijan kasvaessa tai tuulen nopeuden hidastuessa, mutta sama riippuvuus on myös Windside -roottorin pyörimisnopeudella. Siten koosta riippumatta ominaisvärähtelyjä vastaan jäykistetyn roottorin resonanssiin ei pitäisi olla mahdollista. Toisaalta pyörreradan aiheuttamien värähtelyjen haittaa vähentää myös Windside roottorin spiraalimainen muoto, mikä estää pyörteen irtoamisen samanaikaisesti koko roottorin korkeudelta.

Suoritettu arvio koon kasvatuksen vaikutuksista Windside -tuuligeneraattorin toimintaan osoittaa, että aerodynaaminen toiminta paranee, mutta rakenteen muodonmuutokset ja jännitykset kasvavat sekä ominaisjaksot pienenevät. Rakennetta on helppo jäykistää, jolloin muodonmuutokset saadaan rajattua ja ominaisjaksoluvut riittävän suuriksi resonanssin synnyn estämiseksi. Näillä edellytyksillä Windside -roottori voidaan teknillisesti toteuttaa hyvinkin suurena, esim. 50 x 200 m.

Professori Mauri Määttänen
Teknillinen korkeakoulu
24.11.1995

Voimme osoittaa, että Windsiden cashflow muuttuu positiiviseksi 6 vuoden kuluttua 1 MW:n tuulivoimalassa samoin kuin 30 MW:n tuulipuistossa. Potkurimallisten tuulivoimaloiden positiivinen cashflow alkaa vasta 17 vuoden kuluttua. Windside on siis ”jauhanut” rahaa jo 11 vuotta, kun toiset aloittavat nollasta. Windside - tuulivoimaloiden käyttöikä voi olla jopa moninkertainen potkurimallisiin tuulivoimaloihin nähden.

Suurien WS -tuuliturbiinien ylätason hyödyntäminen mahdollistaa erilaisia taloudellisia lisämahdollisuuksia.Windside suunnitteli tilauksesta vuonna 2002 Lontooseen 90 metriä korkean tuulivoimalan, jonka ylätasolla on maksullinen maisematasanne. WS –tuuliturbiinin jalustaa voidaan hyödyntää myös taloudellisesti. Lontoon kokoisessa miljoonakaupungissa mahdollisista pääsymaksuista (esim. 10 euroa) koostuisi vuosittain melkoinen summa lisärahoituksena. Lontoon suunnitelma ei toteutunut rahoituksen epäonnistuttua. – Ao. näköala-, courmet- ravintola-, lennonohjaustorni tullee pian Jämijärven Jämin harjulle…

Tieteissä ei ole tapana yleistää mitään, ei tavanomaisissa asiapitoisissa debateissakaan. Joko et Eero ole lukenut kaikkia mielipiteitäni, tai sitten ikivanhojen potkurimyllyjen sumentamana et niitä lainkaan erota:

- patentit ovat usein kehityksen jarru, samoin siten kilpailun puute, joka taas on omiaan pitämään tuotteiden hinnat ja /tai laadun tavanomaiseen käyttöön nähden liian korkeina eikä se patista kunnon kehitykseen, koska ilman tuotteidensa kehitystä leipä saattaa jäädä kaposeksi tai ylähuulen alta ainakin leivän päällinen puutteelliseksi, …

- toistelet vanhoja mutuasenteita, yleisiä tuulivoiman paikkansapitämättömiä hokemia ”älyttömän kallista”, ”saanto epätasaista” , ”kokonaissaantokin huono”, jne.

- ei kannata esittää itsestäänselvyyksiä mistään ongelmattomuuksista – ikiliikkujaahan ei ole kukaan keksinyt – Keppe moottorikin tarttee sähköenergiaa tuottaakseen mekaanista energiaa monikertaisesti (ja lisägeneraattorilla taas sähköenergiaa)…

- saannon epätasaisuus ei juurikaan ole mikään ongelma spiraaleille, kuten potkurimyllyille – kokonaissaantohan ratkaisee eikä takaisinmaksuaikakaan olisi ongelma esim. 20 000 € spiraali-investoinnille (20 kW) : meillä sähkölasku n. 2400 €/ v, joten >200 €/kk löytyy parempaakin käyttöä 8 vuoden ja 4 kk:n jälkeen omavaraisuus, hajautettu energiantuotto ja –varmuus sekä suojaus (akut) huomioiden…

- kunhan pienspiraaliturbiinien (2 – 20 kW) hinnat tippuvat reilusti alas (kiinalaisetkin voivat pitää hinnat korkeina, koska hintakilpailua ei vielä ole!) – voit sinäkin todellakin kallistua (joka tietoa lisää se…) omavaraisuuden ja hajautetun energiatuotannon kannalle…

- mitenkä minusta tuntuu, ettet ymmärrä lainkaan ao. kirjoitukseni tarkoitusta – toivottavasti kuitenkin vielä honaat sen ao. rivien välistäkin…

P.S. Kannattaisi Eeronkin – opettajat hoi, lisää fysiikan demonstraatioita kouluihin, ettei tule pelkkiä poliittisia käsityksiä luonnontieteistä! – mm. hyrrävoimiin tutustua. Mikä on Eero muuten se tuulennopeus/voima joka kaataa tuetun hyrrän pituus-/korkeusakseliin verraten maihin? Satutkos Eero tietämään sitäkään, miksi savu-/höyrypiippujen ulkopintaa kiertää spiraali? Mikä ero on kiinteällä ja tuulen mukaan pyörivällä spiraalilla?

No, autetaanpa vähän Eeroakin:

Nopeasti pyörivä hyrrä pyrkii vastustamaan pyörimisakselinsa suunnan muutoksia. Tätä ilmiötä nimitetään hyrrävoimaksi.

Ilmiö on ehkä helpoin ymmärtää tarkastelemalla vauhdissa olevan polkupyörän ja kiinnittämällä sen kehältä jonkin pisteen. Kun piste on ylimmässä asennossaan ja siihen kohdistuu vaikkapa vasemmalle puolelle kallistava voima, niin sama voima vaikuttaa oikaisevasti silloin, kun sama piste siirtyy pyörän alimpaan asentoon. Ilmiö liittyy siten myös massan hitauteen. Hitaus (myös inertia, jatkavuus, vitka) on kappaleen taipumus vastustaa liiketilan muutoksia.

Miksi mm. lämpövoimalaitosten korkeiden piippujen ulkopinnassa on spiraalimainen kiinteä kierre (yleensä vähintäänkin piipun yläpäässä)? :

1) Spiraalimaiset kierrerakenteet vahvistavat piippua suurentamalla (lisäämällä) niiden vääntöjäykkyyttä. Teräksestä valmistetut piiput on hitsattu “ohuista” levyistä, ja näinollen olisivat heikohkoja ilman vahvikkeita. Mitä se merkitsee itse, sinänsä kiinteälle spiraalirakenteelle pyörivällä tuuliturbiinilla?

2) Spiraali on teräspiipuissa siksi, ettei tuuli ala huojuttamaan piippua. Se sekoittaa, hajottaa tuulen virtausta piipun ympärillä. Ilman spiraalia piippu alkaisi tuulessa huojumaan ja saattaisi kaatua.

3) savupiipuissa, /esim. dieselvoimaloiden pakoputkissa pääasiallinen tarkoitus on pienentää tuulikuormaa, oikein toteutettuna nuo kierteiset jengat tornin ulkopuolella pudottavat tuulikuorman kolmannekseenkin ja estävät siten piipun resonanssiin heilumisen ja siten lopulta kaatumisen.
4) http://www.karna.eu/pdf/tuulen_aiheuttamien.pdf

5) Spiraaleja on usein käytetty aerodynaamisina vaikutuskeinoina värähtelyjen eliminoimiseksi. Spiraalit ovat perinteinen menetelmä tuulen aiheuttamien poikittaisvärähtelyjen estämisessä. Niiden käytöstä ei tiettävästi ole olemassa negatiivista palautetta. Saksassa tehdyt laboratoriokokeet osoittavat kuitenkin, että spiraali ei estä värähtelyjä tilanteissa, joissa Scrutonin luku on hyvin pieni (Sc < 5). Sen takia Eurocode (prEN 1991-1-4) suosittelee spiraalien käyttöä vain, jos Sc > 8. Tämä vaatimus rajoittaa spiraalin käyttöä hyvin korkeissa teräksisissä savupiipuissa. Toinen rajoittava tekijä on, että myrskytuulesta rakenteeseen kohdistuvat voimat kasvavat huomattavasti spiraalin takia. – huom!: kiinteä spiraalipiippu, ei tuulen mukaan pyörivä spiraalituuliturbiini - hyrrä!!...

Vielä spiraalin kauneuden mitasta - ainakin silmissäni ja aivoissani – vielä valoefekteinkin vahvistettuna:

Lukujen lumoihin syventynyt italialainen Arte Povera –taiteilija Mario Merz käytti numeroita ja niiden edustamaa maailmaa taideteostensa rakennusaineena. Merzin tavaramerkiksi muodostui fibonaccisekvenssi eli italialaisen matemaatikko Leonardo Pisanon (Fibonaccin) 1200-luvulla kehittämä numerosarja, jossa sarjan kukin luku on kahden edellisen luvun summa. Lukusarjan geometrinen muoto on spiraali, joka muoto löytyy kasvien kasvukoodeista, simpukoiden ja pienimpienkin kotiloiden kierteistä ja maailmankaikkeuden kierteisgalakseista. Numerosarja kasvaa nopeasti käsittämättömän suureksi ja tuntuu pian loppumattomalta ja ikuiselta. Numerosarjasta löytyy myös suhdeluku kultaiselle leikkaukselle, jota käytetään niin länsimaisessa kuvataiteessa kuin musiikissakin sopusuhtaisuuden – eräänlaisen kauneuden mitan – normina: pienemmän osan suhde suurempaan on sama kuin suuremman osan suhde kokonaisuuteen...

Käyttäjän ilkkahyttinen kuva
Ilkka Hyttinen

Spiraalisiipinen on uskollinen energiatuottaja:

http://www.meidantalo.fi/lammitys/spiraalisiipinen...

Eagle tuulivoima Oy meni valitettavasti sekin konkurssiin (vrt. Windspiral), huolimatta sen tuottamien tuuliturbiinien siivissä käyttämän supervahvan materiaalin, hyptoniitin.

(Eagle tuulivoima:

http://fi.wikipedia.org/wiki/Eagle_tuulivoima

http://www.tekel.fi/menestystarinoita/vuoden_hauto... )

Milloinkahan Windside käyttää spriraalituuliturbiineissaan hyptoniittia (jo? - liian kallistako?) ja generaattoripuolella Keppe-moottoria (2 kilowattinen vastaa 10 kilowattista generaattoria yhdistelmänä) ja tuotantokustannukset siten riittävän alas omakotitaloja varten (15000 kWh/v)?

Käyttäjän ilkkahyttinen kuva
Ilkka Hyttinen

Maailman korkein tuuliruuvi kääntäisi katseet kohti Valkeakoskea:

http://yle.fi/uutiset/maailman_korkein_tuuliruuvi_...

Käyttäjän DanielMalinen kuva
Daniel Malinen

Itse olen tuuliruuvien kannattaja. Niillä saisi hyvin ja visuaalisesti hyödynnettyä Päijänteen tuulisuus, siis muuhunkin käyttöön kuin purjehdus kilpailuihin. Sitten jos aaltovoimaloita voisi soveltaa järviin niin selkien ristiaallokot saataisiin käännettyä myös sähköenergiaksi. Juttelemme par aikaa tuulivoimasta Antero Vartian Puheeñvuoron blogissa http://anterovartia.puheenvuoro.uusisuomi.fi/20704....

Käyttäjän ilkkahyttinen kuva
Ilkka Hyttinen

Kiitos Daniel,

OK! - Hyvää alkanutta vuotta 2016!

Käyttäjän ilkkahyttinen kuva
Ilkka Hyttinen

Väitös: Kaupunkiympäristöön soveltuva Savonius-tuulivoimala saa lisää tehoa :

http://www.uva.fi/fi/news/vaitos-kaupunkiymparisto...

Toimituksen poiminnat

Tämän blogin suosituimmat kirjoitukset