Tuulivoima
Säätövoiman tarve

Tuulivoima tarvitsee rinnalleen säätövoimaa, joka on nopeasti syttyvää ja helposti säädettävissä. Parhaiten tähän soveltuu lämpövoimaloista hiili-lähde? ja kaasuvoimalat. Tuulivoimaa kasvattaessa myös säätövoiman tarve kasvaa tuulivoiman huonon tuotantoennustettavuuden takia. Euroopassa esimerkiksi Saksa on rakentanut massiivisesti lisää hiilivoimaa tuulivoiman rinnalle. Tanskassa tuulivoiman tuotannon vaihtelut kompensoidaan ruotsalaisella ja norjalaisella pumppuvoimalla, joka toimii helpon säädettävyytensä ansiosta alueen energiavarastona. Tuulisella säällä Tanska myy halvalla sähkön ylijäämän naapurimaihin, joissa sillä pumpataan vettä takaisin voimaloiden altaisiin.
Skotlannissa tuulivoimaloille on jopa maksettu että voimalat sammutetaan yöksi jolloin sähkön kulutus on pientä.
Tuulisuus vaihtelee vuorokauden, vuodenaikojen ja säärintamien mukaan. Sähköntuotanto talven kulutushuipun aikaan 21 vuoden keskiarvona (1993–2014) kertoo, että koko tuulisähkönnimellistehosta on tuona aikana ollut käytössä 20 %. Kymmenen vuoden keskiarvo (2004–2014) tuulivoiman tuotannosta kulutushuipun aikaan on 23 % nimellistehosta, eli lähes saman verran kuin keskimääräinen kapasiteettikerroin Suomessa.
Energia-alan konsulttiyrityksen Energiakolmion mukaan Tanskassa ja Ruotsissa tehdyssä seurantatutkimuksessa selvisi, että alueellinen laajentaminen ei poista säätövoiman tarvetta, ”Jos ei tuule Tanskassa, ei tuule Ruotsissakaan” kertoo tutkimus.
Alle 20 %:n energiantuotanto-osuudella tuulivoima ei merkittävästi lisää säätövoiman tarvetta. Useiden eri maiden kokemusten ja mallilaskelmien perusteella tuulivoiman vaatima säätötarve on 15 % asennetusta tuulivoimakapasiteetista, kun tuulivoimalla tuotetaan 5−10 % sähköstä. Vaihtelua tasoitetaan tavallisesti vesivoimalla tai lauhdetuotannolla. Jos tuulivoiman osuus nousee 20 %:sta vielä merkittävästi, niin tuulivoimatuotantoa täytyy tasoittaa lisätoimenpiteillä. Näitä ovat esimerkiksi sähköverkkoyhteyksien lisääminen naapurimaihin, kulutuksen jousto tai säätökapasiteetin käyttö.lähde tarkemmin?
Suomen kantaverkkoyhtiö Fingrid ilmoitti syksyllä 2008 varautuvansa liittämään 2 000 MW tuulivoimakapasiteetin kantaverkkoon. Fingridin mukaan käyttövarmuuden näkökulmasta yhden tunnin sisällä tapahtuva tuulivaihtelu aiheuttaa tehonmuutoksen, joka on arviolta neljänneksen tuulivoiman kokonaistehosta. Näin ollen 2 000 MW tuulivoimaa edellyttää varautumista 500 MW tehomuutoksiin.
Tanskan länsiosassa tuulivoiman normaalivaihtelu energiantuotannossa on ollut 1 600–200 MW, mutta äärimmillään on havaittu tuulivoiman vaihdelleen 2 200–100 MW kymmenen tunnin sisällä. Tuulivoimakapasiteetin jatkuva ennalta ennustamattomuus asettaa haasteita säätövoiman riittävyydelle, suurimmillaan 600 MW vaihtelu tuulivoimakapasiteetissa yhdessä tunnissa.
Suurimmissa tuulivoimankäyttäjämaissa, Espanjassa, Saksassa ja Tanskassa, tuulivoiman hetkellinen tuotanto on ollut yli 30–40 % kyseisen maan sähkönkulutuksesta useita kertoja vuodessa. Sähköverkko on kuitenkin kestänyt tämän ennustusmenetelmien sekä verkkojen hyvän rakenteen että tehon tuotannon ja kulutuksen ohjauksen kautta. Pohjoismaiden sähkömarkkinoilla tuulivoima lisää säätötarvetta noin 2 % kapasiteetista, kun tuulivoiman osuus kulutuksesta on 10 %.
Tuulivoimaloihin on myös saatavilla akusto tasoittamaan sähköntuotannon vaihteluita tuulen voimakkuuden muuttuessa. Mutta akustot ovat niin pieniä, että vain yhden tunnin sopimuksen mukainen tuotanto voidaan varmistaa.