Oulun Vihreäsaareen on nousemassa maisemaa hallitseva nähtävyys. Lähes jättiläismäisiin mittoihin yltävä tuulivoimala on teholtaan huimat kolme megawattia ja siten tällä hetkellä Suomen suurin. Vastaavan kokoluokan yksiköitä on maailmanlaajuisestikin toiminnassa vain muutamia. Lähes kokonaan suomalaisin voimin rakennettua voimalaa voi hyvällä syyllä pitää todellisena aluevaltauksena kotimaisessa teollisuudessa.

Suomalaiset yritykset ovat jo pitkään toimineet tuulivoimaloita valmistavien ulkomaisten yhtiöiden alihankkijoina. Useimman ulkomaisen tuulivoimalan sisuksissa pyörivät ABB Oyj:n toimittamat generaattorit ja Metso Drives Oy:n vaihteet. Lisäksi monet suomalaiset metallialan yhtiöt ovat toimittaneet tuulivoimalan tornin rakenteita ja muita erikoisosia. Ulkomaiset tuulivoimayritykset ovat valloittaneet maailmaa pääosin suomalaisin eväin.

Vuoden 2000 keväällä perustettiin vihdoin Winwind Oy, jonka yhdisti kotimaisen tietämyksen ja erikoisosaamisen ja aloitti tuulivoimaloiden teollisen kokoonpanon Suomessa. Muutamia erikoiskomponentteja lukuun ottamatta nykyiset Winwindin tuulivoimalat ovat kotimaista alkuperää, jo suunnittelusta lähtien. Kotimaisuus aste on noussut lähes 80 prosenttiin.

Winwind Oy:n pääkonttori on Oulun Teknologiakylässä, jossa sijaitsevat myös hallinnon, markkinoinnin ja tuotekehityksen toimitilat. Tuulivoimaloiden kokoonpano tapahtuu naapurikunnassa Iin Raasakassa 38 kilometriä Oulusta pohjoiseen. Siellä tehdään varsinainen kasaustyö sekä testaus. Lisäksi Winwindin toimituksiin kuuluvat oleellisesti voimaloiden rakennus- ja huoltotyöt niiden sijaintipaikoilla.

Edistyksellinen rakenne

Tuulivoimalamarkkinoita hallitsevien saksalaisten ja tanskalaisten valmistajien kanssa ei ole kannattanut ruveta kilpailemaan heidän omilla aseillaan, vaan uuden kotimaisen tulokkaan piti löytää teknisesti parempi konsepti. Nyt kehitetty kotimainen voimalatyyppi on suunniteltu käytöltään edulliseksi. Tuulivoimalan laskelmissa käyttöaika on ainakin 20 vuoden mittainen, ja itse voimalan hankintakulut ovat vain muutaman prosentin luokkaan tuotetusta sähköenergian arvosta.

Tarkkojen teknisten ja taloudellisten laskelmien tuloksena on päädytty hieman tavanomaisesta poikkeavaan ratkaisuun, jossa sähköä tuotetaan teknisesti edistyksellisellä voimayksiköllä. Winwindin tuulivoimalalla päästään kilpailijoitaan pienempiin käyttökuluihin ja näin edullisempiin sähkön tuotantokustannuksiin pitkällä aikajaksolla. Uuden voimayksikön tehontuotto on hyvä myös matalatuulisilla alueilla ja parantaa voimalan soveltuvuutta heikkotuulisille alueille.

Uudessa kolmen megawatin WWD-tuulivoimalan voimayksikössä sähköä tuotetaan yhdistetyn vaihteiston ja generaattorin ratkaisulla. Niin sanottu Multibrid-rakenne koostuu yksiportaisesta planeettavaihteesta ja siihen liitetystä hitaasti pyörivästä kestomagneettigeneraattorista.

Perinteisessä tuulivoimalassa tuulen pyöritysvoima välitetään ensin pääakselin välityksellä vaihdelaatikkoon ja sieltä sitten generaattoriin. Akseli ja varsinkin laakerointi joutuvat tällöin kestämään suuria tuulen ja pyörivän roottorin aiheuttamia kuormituksia, jotka johtavat ajanmittaan suuriin huoltokustannuksiin.

Multibrid-ratkaisussa kuormitus on helpommin hallittavissa. Voimat jakautuvat suuremmalle alueelle rakenteisiin. Roottorin matala pyörimisnopeus takaa voimalalle pitkän eliniän. Multibrid vaatii kuitenkin tukirakenteilta mekaanista kestävyyttä ja erikoiskomponentteja, kuten isokokoista runkolaakeria ja hitaasta pyörintänopeudesta sähköä tahkoavaa kestomagneettigeneraattoria. Nämä ovat olleet haasteita, joiden parissa suunnittelijat ovat puurtaneet pitkään ja hartaasti.

Testaus varmistaa laadun

Kilpailijoista poiketen Winwindin Iin tuotantolaitoksella testataan jokaisen voimalan voimayksikkö ennen toimitusta. Testaus tapahtuu tehdasolosuhteissa, eli isolla megawattien kokoisella moottorilla pyöritetään vaihteiston ja generaattorin yhdistelmää ja tehdään samalla kuormituskokeita. Näin varmistutaan voimayksikön mekaanisesta toimivuudesta ja sen hyötysuhteesta. Ennakkotestauksella vähennetään käyttöönotossa tapahtuvaa testausta ja tietenkin toivotaan sen vähentävän yläilmoissa tapahtuvia korjauksia.

Winwindin voimaloiden suunnittelussa on myös painotettu huolettavuutta. Kun sähköä tuotetaan tuulesta kaupallisesti, tuulivoimalaa on huollettava säännöllisesti ja osia vaihdettava ennakkohuoltosuunnitelman mukaisesti. Aika on nimittäin rahaa. Kalliit seisokit on saatava mahdollisimman vähäisiksi. Lähes kaikki Winwindin tuulivoimalan huolto- ja korjaustoimenpiteet voidaan tehdä paikan päällä ilman suuria kustannuksia aiheuttavia työvälineitä. Myös komponenttien valinnat on tehty ajatellen pitkää huoltoväliä.

Winwindin tuulivoimalan etuna valtavista mittasuhteista huolimatta on silti kilpailijoihin verrattuna pieni koko, niin ulkoisilta mitoilta kuin massaltaan. Voimalan asennukseen voidaan näin käyttäen pienempiä nostureita, jolloin asennuskaluston vaatima tilantarve ja kustannukset esimerkiksi avomerellä tai aallonmurtajalla ovat pienemmät.

Kolme megawattia Oulun Vihreäsaareen

Isojen yli kolmen megawatin voimaloiden arvioidaan olevan lähitulevaisuudessa kansainvälisesti nopeimmin kasvava kokoluokka, ja sen vuoksi voimavaroja on keskitetty isojen myllyjen suunnitteluun ja kokeiluun.

Muutaman vuoden suunnittelun jälkeen on nyt päästy toteuttamaan koemalleja, joista Oulun kolmen megawatin WWD-3-tuulivoimala on koesarjan ensimmäinen. Koevoimala pystytettiin viime vuoden marraskuussa. Winwindin pienempiä yhden megawatin laitoksia on jo toiminnassa Oulunsalossa, Oulussa, Kokkolassa, Olkiluodossa ja Kristiinankaupungissa.

Pystytetyn suurvoimalan napakorkeus on huimat 90 metriä ja myös roottorin mittasuhteet ovat valtavat. Roottorin halkaisija on 90 metriä. Pitkän siiven kärki saavuttaa näin korkeimmillaan 135 metrin korkeuden. Voimalan arvioitu vuosituotto on 6 900 megawattituntia, joka riittää yli 3 000 pienen kerrostaloasunnon sähköntarpeeseen.

Myötätuulessa ulkomaille

Suomen tuulivoimaloiden rakennustahti on ollut verkkainen. Vuoden 2004 loppuun mennessä toiminnassa oli 89 voimalaa, joiden kokonaisteho oli 81 megawattia. Tuulivoimalla tuotettiin vain noin 0,1% vuotuisesta sähkönkulutuksesta. Rakennustahti on hieman vilkastunut viime vuosina, mutta mitään suurta ryntäystä ei ole odotettavissa. Muualla maailmassa ja varsinkin Euroopassa tuulivoimaa arvostetaan vielä. Siksi Winwind panostaakin vientiin ja maailman markkinoille.

Yksi uusista kohdemaista on Portugali. Winwind on pystyttänyt ensimmäiset tuulivoimalat Serra da Escusaan, joka sijaitsee Mafran kaupungissa Lissabonin pohjoispuolella. Kaksi yhden megawatin voimalaa otetaan käyttöön siellä vielä tämän vuoden alkupuoliskolla.

Länsinaapurissa Ruotsissa tuulivoimaa rakennetaan aktiivisesti, ja Östbäcks Lantbruk AB on tilannut Winwindiltä teholtaan yhden megawatin kokoisen tuulivoimalan. Se pystytetään vielä kevään kuluessa Varan kuntaan noin 90 kilometrin päähän Göteborgista.

Kaukaisempia kohdemaita edustaa Kiina, jossa Winwindillä on yhteisyritys paikallisten kanssa. Tavoitteena on valmistaa ja toimittaa Winwindin teknologiaan perustuvia tuulivoimaloita Kiinan markkinoille.

Kiinassa on tällä hetkellä asennettuja tuulivoimaloita noin 500 megawatin verran, ja tavoite on kasvattaa kapasiteetti 20 000 megawattiin vuoteen 2020 mennessä.

(Tiivistelmä Ilkka Herttuan ja Raimo Ylösen artikkelista TM 3/05, s. 120-123)