Tuulivoimasanasto
BoP kattaa tuulipuistoon rakennettavan infrastruktuurin lukuun ottamatta itse tuulivoimalaa. Tuulipuiston rakennuttaja voi tilata näiden toteutuksen yhtenä tai useampana urakkana, jotka voivat sisältää mm. maaperätutkimukset, suunnittelun, maanrakennustyöt, sähkötyöt, perustuksen rakentamisen ja puiston hallintajärjestelmän eli SCADAn. Myös sähköverkkoliitynnän vaatimat työt saattavat kuulua urakkaan.
EPC on lyhenne sanoista Engineering, Procurement & Construction. Tuulipuiston EPC- eli turnkey -urakkaan voivat kuulua myös tuulivoimalat mutta vähintään siihen kuuluu kaikki muu tuulipuistoon liittyvä rakentaminen, kuten tiet, nostokentät, perustukset, kaapeloinnit, ilmajohdot, tietoliikenne, sähköasemat ja päämuuntaja sekä suunnittelun että toteutuksen osalta. KVR- eli kokonaisvastuurakentamisurakka, ST- eli suunnittele ja toteuta -malli, turnkey ja EPC tarkoittavat kaikki käytännössä samaa asiaa. Urakoiden laajuudessa eli niiden pilkkomisessa eri urakoitsijoille on huomattavia hankekohtaisia eroja.
Termi huipunkäyttöaika on otettu käyttöön Suomessa perinteisestä energiantuotannosta, jossa laitokset tavallisesti ajavat tietyn ajan vuodesta laitoksen nimellisteholla. Tuulivoimalle ominaista on, että se tuottaa suurimman osan ajasta, mutta ei läheskään koko aikaa täydellä teholla eli nimellisteholla. Tuulivoimaloiden energiantuotanto vaihtelee tuulen voimakkuuden vaihdellessa välillä 0 % – 100 % nimellistehosta. Tuulivoimaloiden yhteydessä vuotuinen huipunkäyttöaika kuvaa sen ajan pituutta, joka kuluisi vuodessa tuotetun energian tuottamiseen, mikäli tuulivoimala toimisi koko ajan nimellistehollaan. Esimerkiksi 3500 tunnin huipunkäyttöaika tarkoittaa sitä, että laitos on tuottanut vuoden aikana energiamäärän, jonka se tuottaisi toimiessaan nimellistehollaan 3500 tuntia.
Häiriöaikana tuulivoimala on poissa tuotantovalmiudesta huollon, vian, ohimenevän häiriön tai muun syyn vuoksi. Häiriöaikaan ei lasketa laitoksen normaalitoimintaan kuuluvia aikoja, jolloin tuulen nopeus on alle laitoksen käynnistymisnopeuden tai yli myrskyrajan, tai kun lämpötila on alle tai yli laitoksen toimintalämpötilarajojen. Häiriöaikaan lasketaan mukaan sähköverkosta aiheutuneet seisokit, jotka eivät kuitenkaan vähennä laitoksen teknistä käytettävyyttä.
Tuulivoimalan lavan etureuna, joka on roottorin pyörimissuunnassa ensimmäisenä. Lavan muoto on johtoreunan puolelta leveämpi ja pyöreämpi kuin jättöreunalla.
Tuulivoiman lavan takareuna, joka on roottorin pyörimissuunnassa taaempana. Lavan muoto on jättöreunassa kapeampi ja terävämpi kuin johtoreunalla. Jättöreunaan voidaan asentaa hain hampaita muistuttava serraatio, joka vähentää ilman pyörteilyä jättöreunan takana ja siten vaimentaa tuulivoimalan aiheuttamaa ääntä.
Kapasiteettikerroin (CF, Capacity Factor) kertoo huipunkäyttöajan suhteessa vuoden tunteihin ja se kuvaa siten samaa asiaa kuin huipunkäyttöaika. Kapasiteettikerroin on siis huipunkäyttöajan prosentuaalinen esitys ja saadaan jakamalla huipunkäyttöaika vuoden kaikilla tunneilla. Kapasiteettikerroin on käytössä erityisesti englanninkielisessä kirjallisuudessa.
Katso sanaston kohta EPC.
Käynnistymistuulennopeus on se tuulen nopeus, jolla tuulivoimalan generaattori alkaa tuottaa sähköä. Käynnistymistuulennopeus on tyypillisesti luokkaa 3 m/s.
LCOE eli elinkaaren ajalta laskettu tuotantokustannus mahdollistaa eri sähköntuotantomuotojen ja eri projektien hintojen vertailun esimerkiksi valtion ja yritysten päätöksenteossa. Ilman LCOE:ta vertailu on vaikeaa, koska erimerkiksi eri tuotantomuotojen voimalaitosten käyttöikien ja polttoainekustannusten erilaisuus tekevät pelkistä investointikustannuksista vertailukelvottomia. LCOE-kustannuksessa huomioidaan voimalan koko elinkaaren aikana tuottama sähkön määrä sekä kaikki investoinnin rahoittamisesta, rakentamisesta, käytöstä, huollosta ja purkamisesta aiheutuvat kustannukset tuotettua energiayksikköä kohden. Tulevaisuudessa tapahtuvat kustannukset ja tuotot diskontataan vastaamaan tämän päivän rahanarvoa. LCOE:lla ei ole vakiintunutta suomenkielistä vastinetta.
Mankala-periaate on toimintatapa, jossa useat yritykset perustavat yhdessä voittoa tavoittelemattoman osakeyhtiön yhteistä tarkoitusta varten. Malli on ollut Suomessa käytössä 1960-luvulta lähtien erityisesti energiantuotannossa. Energia-alalla on perinteisesti ollut useita Mankala-yhtiöitä, jotka on perustettu yhden tai useamman voimalaitoksen rakentamista ja operointia varten tarkoituksenaan tuottaa sähköä omistajilleen, jotka kuluttavat paljon sähköä tai myyvät sitä edelleen. Osakeyhtiön osakkaat rahoittavat laitoksen rakentamisen ja ylläpidon. Vastavuoroisesti ne saavat rakennetusta laitoksesta sähköä omakustannushintaan, joka voi olla markkinahintaa halvempi tai kalliimpi. Mankala-periaate on suomalainen toimintatapa.
Myrskyraja on tuulennopeus, jolla tuulivoimala pysäytetään. Myrskyraja on tyypillisesti luokkaa 25 m/s. Tuulivoimalat pysäytetään myrskyrajan kohdalla, koska ei ole taloudellisesti kannattavaa mitoittaa voimaloita kestämään erittäin voimakkaita ja samalla harvinaisia tuulennopeuksia.
Napakorkeus on etäisyys maan pinnasta tuulivoimalan roottorin keskipisteeseen eli napaan.
Naselli eli konehuone sijaitsee tuulivoimalan tornin yläosassa. Nasellin etuosaan kiinnittyy roottori. Nasellissa sijaitsee mm. voimansiirto ja generaattori, jossa tuulen liike-energia muuttuu sähköksi. Naselli on kokoluokaltaan linja-auton tai junan veturin kokoinen.
Projektirahoitus on yksi mahdollisuus tuulivoimahankkeen rahoitusmuodoksi. Projektirahoitus on pitkäaikaisen rahoituksen muoto, jota käytetään tyypillisimmin infrastruktuuri- ja teollisten hankkeiden toteuttamiseen. Projektirahoituksessa pankkilainojen vakuutena on kyseisen hankkeen tuleva kassavirta, ei hankkeen pääomittajien muu omaisuus ja liiketoiminta. Usein hankkeen rahoitusrakenne sisältää useita pääomasijoittajia, joista käytetään nimitystä ”sponsorit”, sekä pankkien tai muiden rahoituslaitosten muodostama ”syndikaatti”, joka tarjoaa lainoja hankkeen toteutukseen. Pienehköissä hankkeissa, jollaisia maalle rakennettavat tuulipuistotkin projektirahoituksen näkökulmasta usein ovat, sekä sponsoreita että pankkeja on vain 1 – 2, mutta esimerkiksi suurissa merituulipuistoissa sekä oma pääoma että lainarahoitus voivat olla peräisin 5 – 10 eri lähteestä. Projektirahoitus-mallissa tuulipuistoa varten perustetaan oma yhtiö, jota kutsutaan lyhenteellä SPV (Special Purpose Vehicle) tai SPC (Special Purpose Company).
Pyyhkäisykorkeus eli lapakorkeus eli tip-height kuvaa korkeinta kohtaa, jossa tuulivoimalan lapa pyörähtäessään käy.
SCADA on lyhenne sanoista Supervisory Sontrol and Data Acquisition System. SCADA on tuulipuiston hallintajärjestelmä, jonka kautta puiston omistaja ja voimaloiden valmistaja tai muu käyttöä valvova toimija saa tiedot mahdollisista poikkeamista ja hälytyksistä, voi seurata tuotantoa ja esimerkiksi etäyhteydellä käynnistää tai sammuttaa yksittäisiä tuulipuiston voimaloita. SCADA:lla ei ole vakiintunutta suomenkielistä vastinetta.
Tuulivoimalan lavan jättöreunaan voidaan asentaa hain hampaita muistuttava serraatio, joka vähentää ilman pyörteilyä jättöreunan takana, mikä puolestaan vaimentaa tuulivoiman aiheuttamaa ääntä.
SPV ja SPC -yhtiöt (Special Purpose Vehicle, Special Purpose Company) liittyvät projektirahoitukseen. Hankkeen toteuttajatahoksi perustetaan projektirahoituksessa tyypillisesti projektiyhtiö, jonka lukuun kaikki hanketta koskevat oikeudet ja velvoitteet siirretään. Tuulivoimahankkeessa projektiyhtiö siis esimerkiksi hakee (tai sen nimiin siirretään) tarvittavat rakennusluvat, se toimii vuokralaisena suhteessa maanomistajiin, sopijaosapuolena verkkoyhtiön ja sähkön ostajan sekä voimalatoimittajan ja urakoitsijoiden suuntaan. Rahoituslaitosten suuntaan projektiyhtiö toimii lainanottajana ja vakuuksien asettajana. Projektiyhtiö on usein rekisteröity hankkeen sijaintikuntaan.
Sähköverkkohäiriö on tuotannon keskeytys, joka johtuu sähköverkon häiriöstä kuten sähkökatkoksesta.
Tuulivoimalan tehokäyrä kertoo tuulivoimalan tuottaman tehon (MW) tuulennopeuden (m/s) funktiona. Tehokäyrän perusteella voidaan siis arvioida paljonko tuulivoimala tuottaa eri tuulennopeuksilla.
Laitoksen tekninen käytettävyys ilmaisee, kuinka monta prosenttia tietyn ajan jakson, esim. vuoden, tunneista itse tuulivoimala oli valmiina tuottamaan sähköä riippumatta siitä riittääkö tuulennopeus sähköntuotantoon. Keskimääräistä käytettävyyttä laskettaessa esim. sähköverkkohäiriöt vähennetään kokonaishäiriöajasta, koska syy on tuulivoimalasta riippumaton.
Tuulivoimaloilla on myös toimintalämpötilarajat. Suomessa käytössä olevien tuulivoimaloiden toimintalämpötilaraja on tyypillisesti noin -30 ºC. Lämpötilan laskiessa toimintalämpötilarajan alle pysäytetään tuulivoimala tai sitä ei uudelleen käynnistetä, mikäli se on ollut pysähtyneenä. Lämpötilarajan sanelevat voimalan valmistamisessa tehdyt materiaali- ja komponenttivalinnat.
Tuotantoindeksi on sääasemilla mitattujen tuulennopeushavaintojen perusteella laskettu tuotanto suhteessa pitkän aikavälin havainnoista laskettuun keskimääräiseen tuotantoon. Tuotantoindeksiä tarvitaan, kun halutaan selvittää, kuinka tuulinen jokin tietty ajanjakso oli suhteessa pitkän aikavälin keskimääräiseen tuulisuuteen. Asia on erityisen tärkeä tuulivoimainvestointien yhteydessä, jolloin on selvitettävä, mikä on tuotantoennuste tuulivoimaloiden koko elinkaarelle.
Tuotanto roottorin pyyhkäisypinta-alaa kohden kertoo, kuinka paljon energiaa tuulivoimala tuottaa yhtä sen roottorin pyyhkäisypinta-alan neliömetriä kohden. Kaavassa D on roottorin halkaisija metreinä.
Tuulivoimala vaikuttaa tuulisuuteen laajemmalla alueella kuin vain tuulivoimalan roottorin kohdalla. Roottori aiheuttaa tuuleen pyörteilyä, ja tuuli vaatiikin jonkin matkaa voimalan jälkeen kiihtyäkseen uudelleen alkuperäiseen tuulennopeuteen. Tuulivoimaloita ei voi sijoittaa liian lähelle toisiaan, koska liian lähekkäin sijoitettuna taaemmalla voimalalla olisi paikan yleiseen tuulisuuteen nähden huonompi tuulisuus ja sen myötä huonompi tuotanto. Nyrkkisäännön mukaan tuulivoimaloiden välillä on päätuulensuunnassa hyvä olla noin viisi kertaa roottorin halkaisijan pituinen välimatka.
Tuulivoima-alueilla maksetaan tyypillisesti korvausta laajemmalle maanomistajajoukolle kuin vain tuulivoimalan sijaintikiinteistönmaanomistajalle. Usein korvausta maksetaan arvioidun tuulenottoalueen mukaan, koska sen sisäpuolelle ei voi rakentaa toista tuulivoimalaa.
WACC-termi tarkoittaa suomeksi pääoman keskimääräistä kustannusta. Se on laskennallinen korko, jolla tarkoitetaan tuulivoimahankkeelle asetettavaa vuotuista tuottovaatimusta. Tyypillisesti WACC tarkoittaa vieraan ja oman pääoman hintojen painotettua keskiarvoa. Siihen vaikuttavat sekä tuulivoimaprojektin pääomarakenne että oman- ja vieraan pääoman hinta. Pääoman ja ylipäänsä rahoituskustannusten hintaan vaikuttavat voimakkaasti hankkeessa ja sen toimintaympäristössä nähdyt riskit, kuten poliittinen epävakaus, korruptio tai hankkeen valmistelun laadussa, esimerkiksi tuulimittauksissa, olevat epävarmuudet, heikkoudet tai seurattavuuden puute. Mitä vähemmän riskiä, sen pienemmät pääoman tuottovaatimukset. WACC-tasoja voidaan vertailla maiden ja eri hankkeiden välillä. Syöttötariffijärjestelmä piti Suomen WACC-kustannukset hyvin maltillisina moniin muihin maihin verrattuina.