Hei!
Olen jo lukioajoista (90-luvun puolivälistä) asti ollut kiinnostunut tuulivoimasta, vesivoimasta ehkä sitäkin kauemmin. Valitettavasti kummankaan suhteen en ole itse tehnyt mitään, paitsi koittanut saada ihmisiä käyttämään tuulisähköä ja osallistumaan esim. Lumituuleen. Tänä keväänä ajattelin hieman kuin palata juurilleni ja tehdä jotain käytännössäkin. Isäni on jossakin määrin kiinnostuksieni takana ja joskus on tainnut olla puheena pientuulivoiman virittäminen eläkemökkinsä läheisyyteen. Niinpä päädyin nyt opettelemaan tuulimittausta em. paikassa - ehkä tästä kertyy itselleni osaamista, jota voin käyttää vastakin. Koska tulin lukeneeksi toista viikkoa kaikenlaista aiheeseen liittyvää, ajattelin hieman summata kokemuksiani, koska luultavasti joku muukin miettii samoja seikkoja.
Olen jo lukioajoista (90-luvun puolivälistä) asti ollut kiinnostunut tuulivoimasta, vesivoimasta ehkä sitäkin kauemmin. Valitettavasti kummankaan suhteen en ole itse tehnyt mitään, paitsi koittanut saada ihmisiä käyttämään tuulisähköä ja osallistumaan esim. Lumituuleen. Tänä keväänä ajattelin hieman kuin palata juurilleni ja tehdä jotain käytännössäkin. Isäni on jossakin määrin kiinnostuksieni takana ja joskus on tainnut olla puheena pientuulivoiman virittäminen eläkemökkinsä läheisyyteen. Niinpä päädyin nyt opettelemaan tuulimittausta em. paikassa - ehkä tästä kertyy itselleni osaamista, jota voin käyttää vastakin. Koska tulin lukeneeksi toista viikkoa kaikenlaista aiheeseen liittyvää, ajattelin hieman summata kokemuksiani, koska luultavasti joku muukin miettii samoja seikkoja.
- Sijainti. Puolen kilometrin päässä kaakon ja lounaan välillä, tosin metsän takana, on Vesijärvi (+81m), luoteen ja pohjoisen välillä hieman lehtipuuta ja rakennuksia, mutta muuten avaraa peltoaukeaa. Runsaan kilometrin päässä koillisessa on harjua (+150-160 m). Järvelle päin vapaata tilaa jää noin 100 metriä, lähimpään rakennukseen n. 50 metriä ja lehtipuihin vajaat 100 metriä. Vallitsevaa tuulensuuntaa lounas ajatellen puut ovat siis hieman väärissä paikoissa.
- Millä mitata? Olin törmännyt Energiamessuilla Tampereella sekä Husumin New Energy -messuilla Power Predictoriin (myöh. "PP"), jonka tiesin olevan tarkoitettu ainakin pienen mittakaavan ja matalan kynnyksen tuulimittauksiin. Lisäksi tämä rekisteröi myös auringonpaisteen. Kysyessäni vinkkiä eräältä alan ihmiseltä, hän vinkkasi yllättävänkin tavallisen sääaseman, Clas Ohlsonilta. Laitetta ilmeisesti myydään useallakin nimellä, mm. Fine Offset WH-1080 (myöh. "WH"). Toki hakemalla ja surffaamalla tuli vastaan monia muitakin tarkoitukseen kelpaavia sääasemia ja tuulimittareita, mutta en jaksanut vertailla ja tutkia ainakaan tällä kertaa useampia vaihtoehtoja. Eräs mielenkiintoinen tosin olisi ollut Logic Energyn LeWL Wind Logger, mutta se olisi pitänyt itse tuottaa Suomeen. Päädyin ottamaan kaksi ensin mainittua, pientä vertailua tehdäkseni.
Käsittääkseni oleellisia ominaisuuksia tuulimittausjärjestelmälle ovat: 1) tarkkuus 2) luotettavuus myös lumen ja jään keskellä 3) lukemien tallentuminen ja 4) tarpeeksi tiheä mittausväli, koska tuuli voi vaihdella nopeastikin.
1) Tarkkuudesta on vaikeaa sanoa mitään ilman erillistä selvittämistä esim. vertailemalla toiseen (oikeelliseksi tunnettuun ja samassa paikassa sijaitsevaan) mittariin tai kalibroimalla vaikkapa liikkuvan auton ja gps:n avulla kepin nokassa pidellen. Tämä jäi itseltäni tekemättä lähinnä tuulisen sään takia; kalibrointia tuskin kannattaa tehdä muuta kuin tyynessä ympäristössä. Siispä oletan ainakin kalliimman mittarin olevan tarpeeksi hyvä. WH:n tuulensuuntatiedon sanotaan olevan epätarkkaa, mutta tuulennopeus kait tärkeämpi on.
2) Kuten keskustelupalstoilta, esim. Clasun eri kielisiltä, ilmenee, halpaa mittaria saattaa joutua parantelemaan vaikkapa lumisissa olosuhteissa toimivaksi. Itse en ole vielä tällä silmällä laitetta tutkinut, vaan katson tilannetta syksyllä uudestaan. Sen verran "parannuksia" jo tein, että merkkasin patterien polariteetit paremmin näkyviin, sillä patterikoteloitten metalliliuskoista ei voi päätellä asennussuuntia. Myös merkkasin tuuliviirin runkoon tuulensuunnat, jotka tehtaan jäljiltä ovat melkein näkymättömät. WH:ssa on AA-paristot molemmissa yksiköissä, PP:ssä yksi toimitukseen sisältyvä laadukas 9V paristo lukijassa. WH:n patteria ostaessa tuskin kannattaa säästellä, ettei pienen takia tarvitse kaataa mastoa tai hukata kerättyjä tietoja.
3) Tavallisimmat sääasemat eivät tallenna kerättyjä tietoja kuin ehkä keskusyksikköönsä, josta ne saa vain näytölle ja vain lyhyeltä ajalta. Pitempää mittausta ja analysointia varten tiedot olisi kuitenkin hyvä saada suoraan taulukkolaskimella käsiteltävään muotoon.
PP ver. 2 tallettaa tiedot omaan muotoonsa muistikortille, jolta tiedot siirretään pilvipalveluun, joka sitten näyttää valmiit käppyrät ja jopa suhteuttaa ne muutamien tuuliturbiinien tuottokäyriin - siis periaatteessa tuloksena on ostopäätökseksi kelpaavaa tietoa. Samoin aurinkopuolella. Verkosta tiedot voi ladata itselleenkin. Aiempi ver. 1 tallensi tiedot selväkielisenä, jolloin niitä saattoi käyttää suoraan omalla koneella. Mittausaikaa yhdellä lisenssillä on 1 vuosi, jonka jälkeen pitää ostaa lisäaikaa voidakseen käyttää pilvipalvelua. Palvelu hyväksyy yhdellä lisenssillä kolme eri mittauspaikkaa 500 metrin säteellä. Anemometrin ja lukijan välistä johtoa (5-nap.) voi jatkaa itse tai ostaa valmiin jatkojohdon.
WH:n keskusyksikön saa liitettyä USB:llä tietokoneeseen. Mukana on ohjelma Windowsille, jota tosin moni arvostelee. Itse en ole vielä liittänyt WH:ta omaan Linux-koneeseeni, mutta paria ohjelmaa (Wview ja Pywws) olen katsellut. Windowsille jotkut suosittelevat Cumulusta. Mahdollisesti hommaan vielä tähän tarkoitukseen vanhan läppärin siltä varalta, että en osaa Linux-ohjelmia virittää käyttöön. Tämän tyyppisillä ohjelmistoilla on myös mahdollista pystyttää verkossa näkyvä reaaliaikainen sääasema, johon tarkoitukseen myös voisi ajatella vähän sähköä kuluttavaa läppäriä.
WH:n tiedonsiirto tuvassa sijaitsevaan näyttöön tapahtuu langattomasti, mikä on yhtäältä etu, toisaalta haitta: ei tarvitse kaivaa johtoa, mutta tiedonsiirto ei välttämättä ole luotettavaa ja mittauksia voi siten jäädä rekisteröimättä. Pakkauksessa mainittu kantama 150 metriä ei ole lähelläkään totuutta, varsinkaan seinän läpi - kun lukija oli n. 40 cm. korkeudella maassa, ilma kirkas ja näyttö kädessäni, pääsin suoralla näköyhteydellä n. 75 metrin päähän, kun tiedon vastaanottaminen loppui. Tieto siirtyy 50 sekunnin välein.
4) Tiedonkeruu voi tapahtua eri tavoin: joko tehdään tiheästi näytteitä, joiden keskiarvoja tallennetaan, tai sitten otetaan raakasti tietyin väliajoin juuri sen hetkiset arvot. Ymmärtääkseni edellinen tapa antaa paremman kokonaiskuvan, vaikkakin erityisen nopeat piikit (ylös tai alas) luultavasti jäävät lopputuloksista näkymättömiin. Jälkimmäisellä tavalla tätä kohtaa voi korjata tihentämällä näytteenottotiheyttä, joka tietenkin samalla johtaa muistin kulumiseen sekä raskaampaan taulukkokäsittelyyn.
- Miten mitata? Olin valmis panostamaan jonkin verran laitteisiin, mutta muilta osin ajattelin pärjätä nurkista löytyvillä tarpeilla. Kuten kait hyvin tunnettua, korkeus on tuulisuuden kannalta oleellista. Mikä ehkä jää vähemmälle huomiolle, on yllättävän kaukanakin olevien tuuliesteitten vaikutus. Jotta esim. rakennukset eivät täysin sotkisi mittauspaikan tuulia, olisi näennäisen hyvällekin paikalle ajateltu mittauspiste saatava suht korkealle. Lähin tätä mittauspaikkaa sijaitseva rakennus on puolitoistakerroksinen ok-talo ja ajattelin kohtuullisella vaivalla saavuttavani n. 15 metrin mittauskorkeuden. Vieressä olisi ollut 15-20 metriä pitkiä haapoja, mutta kun jemmassa sattui olemaan valmiita kyllästettyjä puhelintolppia, päädyimme hienoisena kompromissina sellaiseen jatkettuna kuuden metrin vesijohtoputkikangella (40 mm), josta hyödyksi tuli neljä metriä. Tuoreen puun nostamisen välttäneinä saimme siis kasaan 12 metriä korkeutta.
Perustus käsittää 125 cm syvän kuopan ja siinä kaksi 250 cm pitkää tolpanpätkää. Niitten ja mastotolpan läpi menee kaksi tuumaista rautaista akselia. Itse asiassa noitten kuuden reiän tekeminen muodostui lopulta kaikkein isoimmaksi yksittäiseksi työksi, sillä eipä sitten ollutkaan tarpeeksi pitkää ja isoa terää, vaan paksuimmat kohdat piti porata loppuun käsikairalla ja 24,5 mm terä ei tehnyt kerralla tuumaista reikää saati pelivaraa. Jälkikäteen tulikin mieleen, että olisi sittenkin voinut tehdä vain yhden maatolpan ja hitsata sen päälle saranan. Mutta onpa ainakin tukeva tolppa nyt, joka ei haruksia tarvitse. Ja jos joskus tarvitsee, niin luultavasti kohtisuoraan maatolppien linjaan nähden, joka on samalla rajan suunta ja maston kaatosuunta eli ei haittaa tuhottomasti kummankaan pellon viljelyä. Sähkömiesten nyrkkisääntö: tolpan pituudesta 1/7 maan alle.
Ukkossuojauksesta hain hieman tietoa, mutta en päätynyt johdattimia tässä tapauksessa tekemään, koska rautaputkenkin pää on lähistön puita matalammalla ja ainoa galvaaninen yhteys maata kohti eli PP:n johto jää parin metrin korkeudelle. Toiselle puolen peltoa en halunnut mennä siellä sijaitsevan maalämmön keruupiirin takia, sillä satuin lukemaan ukkosen joskus lyöneen tuulimaston tmv. kautta keruuputkeen ja hajottaneen kylpyhuoneen ym.
- Maston nostaminen oli tarkoitus suorittaa apumastolla lähinnä kokeilun ja harjoituksen vuoksi, mutta jälleen pienenä kompromissina otimme etukuormaajalla varustetun traktorin, jolla vedimme maston pystyyn. Välttyäksemme reikien (kaksi maatolppaa ja masto) passaamiselta päädyimme nostamaan koko paketin kerralla. Toki oli arvattavissa, että yksi voima yhtä liinaa pitkin ei välttämättä pidä viritystä suorassa, mutta kokeilimme kuitenkin. Puolivälissä nostoa toinen maatolppa sitten otti montun reunaan kiinni ja koko hökötys heilahti toiselle sivulle. Onneksi olimme laittaneet pultit tuumaisten akselien päihin, joten paketti ei purkautunut eikä mikään paikka pettänyt. Vastaisen varalle olimme laittaneet puoliväliin mastoa myös vaijerin, josta nyt toisella traktorilla kiskoimme paketin takaisin linjaan ja saatoimme jatkaa etukuormaajalla vetoa ja nostoa. Tämän olisimme luultavasti välttäneet tarkemmalla seuraamisella, jotta maatolppa ei olisi ottanut mihinkään kiinni.
Lisäksi olin ollut hieman laiska monttua kaivaessani ja tehnyt täyden syvyyden vain montun keskilinjalle, tolppien sijoituspaikalle. Olisi pitänyt tehdä täyssyvää myös vetopuolelle, sillä montun tueksi laittamamme laudat putosivat syvimpään kohtaan eivätkä siis pysyneet montun reunaa vasten: maatolppien päät eivät luistaneet lautoja pitkin alas, vaan tolppia piti hakata lekalla noston edetessä. Se taas ei välttämättä ole hyväksi mittareille. WH:n sadeanturin kuori tippui jossain vaiheessa nostoa, ehkä juuri tuon tärinän takia. Mutta eihän tässä sadetta olla mittaamassakaan.
- Mittaustieto ja sähkönkäyttö. PP haluaa vähintään kuukauden mittaustietoa, ennen kuin suostuu antamaan tuulisuusarvioita. Puhetta on ollut pitää mittaukset paikallaan vuoden verran, mutta kolmekin kuukautta saattaisi riittää jonkinmoisen tuulisuus- ja tuulienergiapotentiaalikäsityksen muodostamiseksi. Jos mittaukset yllättävät positiivisesti, on toki mahdollista että mittarit vaihtuvat tuulimyllyyn ehkä jo tänä vuonna. Vaikka tuohon ei tuotantoa tulisikaan, lienemme lopulta vertailleet 220 ja 100 euroa maksaneitten mittarien tuloksia ja hieman viisastuneet aiheesta tuulimittaus. Lisäksi pitänee opetella suhteuttamaan tuloksia kunkin vuoden tuulisuustietoihin.
Talossa on siis maalämpöjärjestelmä, joka lämmittää käyttövedenkin. Jos joskus rakennamme tuuli ja/tai aurinkotuotantoa, voisi sähköä käyttää: a) akkujännitteillä valaistukseen, b) invertterin kautta kylmäkoneisiin ja kiertovesipumppuun (jonka pysähtyminen talvella sähkökatkon aikaan huolettaa, koska verantojen patterien putket jäähtyvät ensimmäisinä) c) verkkoinvertterin kautta sähköverkkoon syöttämiseen (paikallisen sähköyhtiön suhtautumisesta ei vielä tietoa) d) veden lämmittämiseen maalämpöpumpun varaajan vastuksilla e) jos vielä jotain jäisi, maalämpöpiirin/maan lämmittämiseen.
- Linkkejä
- Kuvaliitteet: WH ilman kuoria, PP yhden yön koemittauksessa ja sen tulos, jatkos ja vaijerin varmistus, mittarit paikoillaan, monttu lautoineen, nosto melkein valmis, valmis
