Pienet tuuliturbiinit dieselmoottorien korvaajana

Vuonna 2009, opiskellessaan insinööriksi Reykjavikissa, Saethor Asgeirsson sai tehtäväkseen rakentaa tuulimittarin. Hän päätti hyödyntää ystävänsä autotallista löytämiään kolmikulmaisia roottorin siipiä. Asgeirsson asensi valmiin mittarinsa vanhempiensa vuoristossa sijaitsevalle mökille ja pian huomasi sen toimivan tuuliturbiinin tapaan. Perheen sähkölasku pieneni tuntuvasti.

Tämä oli alkusysäys IceWindin perustamiselle. Yritys valmistaa pienoisturbiineja arktisiin olosuhteisiin. Tuuliturbiinien käyttö voisi tuntua varsin itsestään selvältä saarella, jolla auringonpaistetta on talvella hyvin vähän mutta tuulta ja myrskyjä sitäkin enemmän. Pieniä, moderneja tuuliturbiineja ei markkinoilta kuitenkaan ole vielä löytynyt.

Nyt, reilu vuosikymmen myöhemmin, IceWindin toimitusjohtaja Asgeirsson on saanut innovaatiolleen patentin ja tuotetta ollaan lanseeraamassa maailmanlaajuisesti. Hänen mukaansa ensimmäiset yksityiskäyttöön tarkoitetut tuuliturbiinit tulevat markkinoille Yhdysvalloissa helmikuussa 2021, ja he ovat jo saaneet yli 70 tilausta. Asgeirsson paljastaa myös, että:

Tuuliturbiini kestää jopa 70 m/s myrskytuulta

IceWindin kaksi ensimmäistä pienoisturbiinia toimivat pohjimmiltaan samalla periaatteella kuin perinteiset, suuret tuulivoimalat. Jotta turbiinin koko on saatu pienemmäksi, sen toimintaa on tehostettu lisäämällä siihen nostevoimaan perustuvia roottorisiipiä, joita kutsutaan Darrieus-lavoiksi. Lisäyksellä turbiinin teho kaksinkertaistui 20 prosentista 40 prosenttiin.

”Rakensimme uudenlaisen hybriditurbiinin. Ulommat Darrieus-lavat tuottavat energiaa ja sisemmät, perinteiset lavat parantavat turbiinin stabiiliutta parempien vaimennusominaisuuksiensa ansiosta. Yhdistelmän ansiosta turbiinin nopeutta on helppo säädellä myrskysäällä”, Asgeirsson kertoo.

Myös IceWindin materiaalivalinnat ovat poikkeuksellisia. Lavat valmistetaan lentokonealumiinista, akselit hiilikuidusta ja muut osat ruostumattomasta teräksestä. Tarkoituksena on tehdä turbiinista mahdollisimman kestävä. Nykyisellään ne kestävät ongelmitta jopa 70 sekuntimetrin myrskytuulta.

Yritys tekee myös yhteistyötä amerikkalaisyrityksen kanssa, joka on kehittänyt uudenlaisen PCB Stator -generaattorin. ”Olemme maailman ensimmäisenä käyttäneet generaattoreita pienoisturbiineissa. Sarjaan kytkettyjen kuparisten kierukoiden sijaan ne koostuvat piirilevyistä. Siksi ne ovat edullisempia valmistaa ja 12­–15 prosenttia tehokkaampia kuin perinteiset generaattorit”, hän kertoo.

Erinomainen pari aurinkokennoille

Se, miten paljon uusiutuvaa energiaa moderneilla pienoisturbiineilla voidaan tuottaa, riippuu tietenkin siitä, missä turbiinia käytetään. Asgeirsson on tutustunut NASAn karttoihin löytääkseen paikkoja, joissa tuulen ja auringonvalon suhde on optimaalinen. Hänen selvitystensä perusteella Islannissa aurinkosähköä voidaan tuottaa noin 130 kWh neliömetriä kohden vuodessa. Tuulisähkölle vastaava luku puolestaan on noin 350 kWh. Kaliforniassa luvut ovat päinvastaiset.

Asgeirssonin mukaan optimaalinen 50/50-suhde tuulelle ja auringolle löytyy Virginiasta, Yhdysvalloista, mutta he eivät kuitenkaan kilpaile aurinkosähkön kanssa. Päinvastoin he suosittelevat aina asiakkaillensa sekä tuulivoimaa että aurinkovoimaa.

Ehkä hieman yllättäen IceWindin tärkein markkinarako löytyy tukiasemista. Tällä hetkellä 18 prosenttia mastoista toimii dieselmoottoreilla. Mastoja on ympäri maailmaa noin 4,3 miljoonaa, eli dieselkäyttöisiä niissä on lähes 800 000. ”Se on hullua. Siitä muodostuu valtavasti päästöjä. Nykyisellään melkein kaikki mastojen off-grid-laitteet pohjoisella pallonpuoliskolla ovat dieselkäyttöisiä. Tuulivoimaan panostetaan todella vähän. Meidän off-grid-mallimme vastaa tähän tarpeeseen, ja aiomme jatkossa panostaa voimakkaasti tukiasemiin”, Asgeirsson kertoo.

Muotoilu ja melutaso entistä tärkeämpiä

Islannissa yksityiseen käyttöön tarkoitettujen tuuliturbiinien myynti on osoittautunut haastavammaksi. Asgeirsson uskoo tämän johtuvan osittain poliitikkojen vastustuksesta. Muualla maailmassa mielenkiinto kuitenkin kasvaa jatkuvasti tuulivoimaratkaisujen hinnan laskiessa. Monet asiakkaat ovat myös pitäneet IceWindin tyylikkäästä muotoilusta ja turbiinien hiljaisuudesta. Asgeirsson kertoo:

”Kun lanseerasimme tuotteemme Yhdysvalloissa, saimme lisää uskottavuutta toiminnallemme myös Euroopassa. Saamme nykyään paljon kyselyitä muun muassa Norjasta, Tanskasta ja Isosta-Britanniasta. Myös Ruotsista on alkanut löytyä kiinnostusta”, Asgeirsson jatkaa.

Nykyään noin 15 prosenttia Euroopan energiasta tuotetaan tuulivoimalla. Tuulisähkön merkitys kasvaa tulevaisuudessa ja Vattenfall panostaa vahvasti tuulivoiman tuotantoon.

Nykyisellään noin 7 prosenttia Suomen energiankulutuksesta tuotetaan tuulivoimaa hyödyntäen. Asgeirsson uskoo pienoisturbiinien kysynnän kasvavan, kun useammat kuluttajat kiinnostuvat sähkön omatuotannosta.

Miltä pienien tuuliturbiinien tulevaisuus näyttää?

”Äärimmäiset olosuhteet kiinnostavat minua. Haluaisin nähdä tuotteitamme käytössä maailman vaativimmissa käyttöympäristöissä. Lumi, sade, pöly ja lika ovat lempiasioitani. Aiomme jatkossa panostaa helppokäyttöisten, itseasennettavien pienoisturbiinien kehitykseen. Niitä voidaan käyttää jopa 25 vuotta ilman huoltotarvetta”, Asgeirsson kertoo.

Linkkejä:

Icewindin etusivut
Artikkeli Icewindin alkaneesta toiminnasta