Opinto-opas

Osaamistavoitteet

Opintojakson oppimistavoitteet ovat:
• Opiskelija osaa vahvan luonnontieteellisen ymmärryksensä turvin analysoida erilaisten tuulisuusjakaumien vaikutukset tuulen energiasisältöön. Tämän seurauksena opiskelija hahmottaa tuulisuusmittausten keskeisen tärkeän roolin osana suuren kokoluokan tuulivoimaprojektia.
• Opiskelija hallitsee tuulivoimalan teknisesti oleellisimpien osien suunnitteluperiaatteet. Opiskelija osaa analysoida tuulivoimalan lavan optimaalisen toiminnan erilaisissa olosuhteissa ja hahmottaa syvällisen ymmärryksensä turvin eri generaattorityyppien roolit erilaisissa tuulivoimalakonsepteissa.
• Opiskelija osaa analysoida, miten tuulivoimalan tuottamaa tehoa on mahdollista rajoittaa nimellistuulennopeutta voimakkaammilla tuulilla: miten sakkausilmiötä voidaan hyödyntää osana tuulivoimalan säätöä, ja toisaalta miten tuulivoimalan tehoa voidaan säätää ilman sakkausilmiön hyödyntämistä.
• Opiskelija osaa kohteen keskituulennopeuden ja ympäristön perusteella arvioida, kuinka paljon kohteeseen asennettu tuulivoimala tuottaa sähköenergiaa vuoden aikana. Opiskelija osaa käyttää pinta-alamenetelmää ja tehokäyrämenetelmää energiantuotannon arvioinnissa ja hahmottaa menetelmien puutteet tarkkaan kohdeanalyysiin verrattuna.
• Opiskelija hahmottaa tuulivoiman roolin nykytilanteen ja tulevaisuudennäkymät Suomen sähköenergiantuotannossa. Opiskelija osaa analysoida tuulivoiman hyvät ja huonot puolet osana energiamurrosta ja Suomen sähköenergiajärjestelmää. Vahva ymmärrys tuulivoiman energiantuotannon ominaispiirteistä auttaa analysoimaan kasvavaa säätövoiman tarvetta ja energiavarastojen lisääntyvää roolia tehotasapainon hallinnassa.
• Opiskelija hahmottaa suuren kokoluokan tuulivoimahankkeen eri vaiheet ja niiden tekniset vaatimukset.

Sisältö

Tuulivoimasta on 15 vuodessa tullut nimellisteholla mitattuna Suomen suurin sähköntuotantomuoto, ja tulevaisuuden suunnitelmat tuulivoiman lisärakentamisesta tarkoittavat jopa nykykapasiteetin kolminkertaistamista seuraavan kymmenen vuoden aikana. Opintojakson tavoitteena on tarjota opiskelijalle vahva teknologinen perusymmärrys tuulivoimaan liittyvistä ilmiöistä ja teknisistä ratkaisuista. Opintojaksolla lähdetään liikkeelle tuulesta luonnonilmiönä, jatketaan tuulen tehoon sekä tuulisuuden mittaamiseen ja mallintamiseen, minkä jälkeen siirrytään itse tuulivoimalan teknisiin ratkaisuihin.

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1-2)

Opiskelija hahmottaa tuulivoimalan oleellisimmat tekniset yksityiskohdat, jotka mahdollistavat ilmavirtauksen energian muuttamisen sähköenergiaksi. Lisäksi opiskelijalla on käsitys tuulivoiman ominaispiirteistä energiantuotantomuotona, ja hän tiedostaa voimakkaasti kasvavan tuulivoiman vaikutukset Suomen sähköenergiajärjestelmään.

Arviointikriteerit, hyvä (3-4)

Opiskelijalla on vahva käsitys tuulivoimalan oleellisimmista teknisistä ratkaisuista, ja sen avulla hän osaa analysoida tuulivoimalan toimintaa ja energiantuotannon ominaispiirteitä muuttuvissa olosuhteissa. Opiskelija osaa tehdä tuulivoiman kohdeanalyysiä ja energiantuotannon arviointia, ja lisäksi hänellä on vahva käsitys tuulivoiman kasvavasta roolista osana Suomen sähköenergiajärjestelmää.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Opiskelijalla on syvällinen luonnontieteellinen ymmärrys tuulivoiman eri osa-alueista: ilmavirtauksen tehosta, lapojen toimintaperiaatteesta, generaattorityypeistä ja erilaisten tuulivoimalakonseptien toiminnasta sekä teknis-taloudellisista eroavaisuuksista. Vahvan ymmärryksensä turvin opiskelija osaa päätellä energiantuotannon ominaispiirteet sekä niiden vaikutukset sähköenergiajärjestelmään, jossa tuulivoiman osuus tulee olemaan voimakkaasti kasvava.