Vaikka modernit tuulivoimalat pyörivät väsymättä ja itsenäisesti, vaatii kustannustehokas ja ennakoiva sähköntuotanto myös ihmisen suorittamaa valvontaa. Joissakin tilanteissa valvontaa on järkevää suorittaa useamman tahon toimesta.
Tuulivoimalan hankinnan yhteydessä solmitaan iso joukko muitakin sopimuksia liittyen voimaloiden operointiin, kunnonvalvontaan ja huoltoon. Voimalavalmistaja tai joku muu valittu taho voi huolehtia kaikista voimalan toimintaan liittyvistä asioista. Tuulivoimalan elinkaaren aikana tulee kuitenkin vastaan myös tilanteita, joissa voimalan ominaisuuksia, asennusten laatua, kuntoa, tuotantoa tai huollon toimivuutta kannattaa arvioida riippumattoman tahon toimesta.
Tuulivoimaloiden tarkastukset – kellarista lavan kärkeen
Voimalavalmistajien toiminta on tarkkaa, mutta erillisiä tarkastuksia teetetään tyypillisesti tuulivoimaloiden toimitusvaiheessa, pystytyksen ja koeajojen jälkeen, takuuajan tai huoltosopimuksen päättyessä, arvioitaessa huollon toimintaa sekä säännöllisesti voimalan myöhemmän elinkaaren aikana. Tuulivoimalatarkastuksia tekevät yleisesti riippumattomat kolmannen osapuolen toimijat. Parhaimmillaan tarkastuksista hyötyvät sekä voimaloiden omistajat että voimalavalmistaja ja huoltoyhtiö.
Voimaloiden pystytyksen ja koeajojen jälkeinen vastaanottotarkastus sisältää visuaalisen, lähinnä voimalan mekaanisen kokoonpanon ja asennusten tarkistukset sekä voimalan toiminnallisen kunnon katselmoinnin. Tarkastuksia voidaan täydentää myös erilaisilla mittauksilla.
Oululainen Wind Controller on kasvanut nopeasti voimalan elinkaaren aikaisten huolto- ja valvontapalveluiden tarpeen lisäännyttyä Suomessa viime vuosien aikana. EPV Tuulivoiman Torkkolan ja Santavuoren projekteissa Wind Controller suoritti yhdessä asiaakkaan kanssa valmistusvaiheen tehdasauditoinnit lapatehtailla sekä lapojen ja koko turbiinien vastaanottotarkastukset rakennusvaiheessa.
”Loppuasiakkaan näkökulmasta laaduntarkkailu on hyvin tärkeää, koska tavoite on rakentaa tuulivoimaa isossa mittakaavassa riskit minimoiden. Roottori- ja turbiinikokojen jatkuvasti kasvaessa mahdolliset valmistusviat täytyy saada minimoitua ja toimintaa jatkuvasti kehitettyä, jotta ongelmia ei synny myöhemmin käyttöiän aikana. Mahdolliset viat voisivat kertaantua isossa tuulivoimapuistossa” kertoo Raine Laaksonen EPV Tuulivoimasta.
Takuuajan päättymistarkastus, useimmiten kahden vuoden kuluttua voimalan käyttöönottamisesta, on tyypillisesti laajempi tarkastus, joka sisältää visuaalisen ja toiminnallisen tarkastuksen lisäksi myös voimala- ja huoltodokumentaation, huoltohistorian sekä kunnonvalvonta- ja hälytysdatan läpikäyntiä. Tällöin voidaan helpommin havaita myös voimalatyypille ominaisia ajan saatossa syntyviä vikoja tai puutteita. Tällaisten tyyppivikojen havaitseminen on tärkeää niin asiakkaan investoinnin arvon säilymisen kuin myös voimalavalmistajan ja huoltoyhtiön kannalta. Takuuajan jälkeenkin voimaloiden teknistä kuntoa on syytä seurata säännöllisillä tarkastuskäynneillä voimalan elinkaaren pidentämiseksi.
Tuulivoimaloiden käytönaikainen valvonta – konehuoneesta sähköasemalle
Tuulivoimaloiden 24/7-valvonta vaatii aina ihmisvoimia eli operaattorin, joka valvoo tuulivoimaloiden tilaa etänä ja reagoi mahdollisiin hälytyksiin yleensä joko tilaamalla huoltotiimin paikalle tai käynnistämällä voimalan uudelleen heti kun se on mahdollista. Tavallisesti tuulivoimalan valmistaja huolehtii tästä käytönaikaisesta operoinnista.
Tuulipuistoja hallinnoivat yritykset haluavat usein voimalavalmistajan suorittaman valvonnan lisäksi kolmannen osapuolen valvovan, että voimaloiden tuotto on sovitulla tasolla, hälytyksiin reagoidaan ja huollot suoritetaan asianmukaisesti. Rahoituslaitokset ja sijoittajat vaativat raportointia puiston tuotannollisista ja operatiivisista tunnusluvuista. Lisäksi myös kantaverkkoyhtiölle toimitetaan puiston tuotantotietoa lähes reaaliaikaisesti. Puiston omistajan näkökulmasta tarve on räätälöidylle kokonaisuudelle tiedonsiirto- ja valvontapalveluita, joka on käytössä vuorokauden ympäri vuoden jokaisena päivänä.
Puistoon kuuluu olennaisena osana myös sähköasema, jonka kautta tuotettu sähkö ohjataan yleiseen sähköverkkoon. Sähköaseman puisto-ohjaimen lähettämää hälytys- ja tapahtumadataa voidaan myös valvoa ja analysoida etänä. Tyypillisiä operaattorin toimenpiteitä vaativia tapahtumia sähköasemalla ovat esimerkiksi auenneet katkaisijat, lämpötilahälytykset, tietoliikenneongelmat tai vaikkapa aseman avoin ovi.
Mikäli havaittu hälytys vaatii paikallisia toimenpiteitä, kutsuu operaattori huoltotiimin paikalle. Tuulivoimalat, puistosähköasemat ja siirtolinjat vaativat etävalvonnan lisäksi Suomen lainsäädännön mukaan S1-luokan sähköpätevyyden omaavan käytönjohtajan. Käytönjohtaja suorittaa esimerkiksi voimaloille ja sähköasemille vuosittaiset tarkastukset. Wind Controller tarjoaa myös sähköasemien 24/7 valvonta ja käytönjohtopalvelut.
Tuulivoimaloiden pyörivien osien kuntoa valvotaan yleisesti monin erilaisin mittauksin. Nämä jatkuvatoimiset kunnonvalvontajärjestelmät on yleensä eriytetty voimalan varsinaisesta ohjaus- ja valvontajärjestelmästä.
Monissa voimalatyypeissä on valmistajan kunnonvalvontajärjestelmä, mutta voimalan omistaja voi kerätä kunnonvalvontadataa myös itsenäisesti käyttämällä alalla toimivia järjestelmä- ja palvelutoimittajia. Tyypillinen tuulivoimalan kunnonvalvontajärjestelmä koostuu värähtelymittauksista, joita täydentävät voiteluöljyn partikkeli-, laatu-, lämpötila- ja painemittaukset. Voiteluöljyssä olevat partikkelit voivat kertoa jonkin koneen osan kulumisesta ja usein näin voidaankin löytää vikaantuminen varhaisessa vaiheessa. Tarkempi vian spesifiointi tehdään edelleen värähtelyanalyysin avulla.
Wind Controllerille voimaloiden etävalvonnan ja voimayksikön kunnonvalvonnan yhdistäminen samaan valvontakeskukseen on antanut merkittäviä synergiaetuja, sillä tiedot voimalan kunnosta ja toiminnasta ovat samassa paikassa. Kun voimalan tila ja mekaaninen kunto tunnetaan tarkasti, voidaan huolto- ja korjaustoimenpiteet suunnitella sopivaan ajankohtaan, varata tarvittavat resurssit etukäteen ja minimoida tuotantotappiot.
Wind Controller Oy tarjoaa uusiutuvan energian konsultointipalveluja ja 24/7 valvontaa, voimalatarkastuksia sekä tuulivoima-alan turvallisuuskoulutuksia. Vuonna 2012 perustettu yritys työllistää yhteensä 18 henkeä Oulussa ja Hyvinkäällä. Suomalaisomisteisen Wind Controllerin vuoden 2015 liikevaihto oli 2,2 miljoonaa euroa.