Metsäiselle alueelle sijoitettu tuulivoimalaitos tuottaa 20 prosenttia vähemmän sähköä kuin avoimeen maastoon rakennettu laitos. Tämä johtuu siitä, että tuuliolosuhteet metsän yläpuolella poikkeavat huomattavasti avoimen maaston tuuliolosuhteista, toteaa tuore väitöskirja. Erityisesti turbulenssi ja tuuliväänne ovat voimakkaita metsäisillä alueilla.

Väitöskirjatutkimuksen mukaan tuuliturbiinien suunnittelussa käytetyt kansainväliset standardit eivät kuitenkaan ota huomioon metsäisten alueiden erilaisia olosuhteita. Metsäisten alueiden poikkeavat tuuliolosuhteet voivat jopa edistää tuuliturbiinien rakenteiden väsymisilmiötä. Tämä taas voi lyhentää turbiinien käyttöikää.

Koska metsäisillä alueilla tuuliolosuhteet poikkeavat aukeiden alueiden olosuhteista, on metsään sijoitettua tuulivoimaa säädettävä myös eri tavalla. Tutkimuksen mukaan metsäiselle alueelle rakennetun tuuliturbiinin lapojen ihanteellinen kohtauskulma on erilainen kuin aukeille alueille rakennetussa laitoksessa. Kohtauskulma määrittelee sen, miten lapaan kohdistuva ilmavirtaus vaikuttaa lapaan. Tämä on yksi syy metsäisille alueille rakennettujen tuulivoimalaitosten heikompaan sähkösaaliiseen.

Lapojen kohtauskulmaa aktiivisesti säätämällä laitoksen sähkösaalis kuitenkin kasvaa. Lapojen kohtauskulmaa säätämällä tuuliturbiinista saadaan irti maksimaalinen hyöty. Kohtauskulmien säätäminen parantaa tutkimuksen mukaan sähkösaalista kaikilla käytössä olevilla lapaprofiileilla. Kohtauskulman aktiivinen säätämine tosin kuluttaa energiaa, mutta tämä on pientä voimalaitoksen tuotannon paranemiseen verrattuna.

— Yli 70 prosenttia Suomen pinta-alasta on metsän peitossa ja metsiin on jo ehditty rakentaa tuulivoimalaitoksia. Todennäköisesti metsiin myös rakennetaan tulevaisuudessa entistä enemmän tuulivoimalaitoksia, toteaa väitöskirjatutkimuksen tehnyt Oxana Agafonova.

— Tuuli käyttäytyy kuitenkin metsissä eri tavalla kuin aukeilla alueilla. Siksi metsiin tuulivoimalaitoksia rakentavien yhtiöiden olisi tutkittava puuston vaikutuksia voimalaitoksen rakenteiden väsymiseen ja laitoksen tuottamaan sähkömäärään.

Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa valmistunut väitöskirja on julkaistu Acta Universitatis Lappeenrantaensis -tutkimussarjassa numerolla 757. ISBN 978-952-335-110-3, ISBN 978-952-335-111-0 (PDF), ISSN 1456-4491. Väitöskirjan voi ostaa painettuna Aalef-kirjakaupasta tai LUT-verkkokaupasta.

Kuva: Scanstockphoto