Huippuvoimalan käyttöprofiilin vaikutus moottorin suunnitteluun

Abstract

Diplomityön tavoitteena oli selvittää moottoriin kohdistuvia vaikutuksia, kun operoidaan huippuvoima- tai verkon tasapainotusmarkkinoilla. Vaikutuksia tutkittiin suunnittelun, rakenteiden ja huollon näkökulmasta. Tällaiselle voimalaitoksille ovat tyypillistä nopeat kuormannostot, vähäiset vuotuiset käyttötunnit sekä useat käynnistyskerrat. Huippuvoimaloiden sekä verkon tasapainotusvoimaloiden tarve energiamarkkinoilla lisääntyy erityisesti kasvavien uusiutuvien energialähteiden myötä, sillä sähköverkossa tulee olla tasapaino tuotannon ja kulutuksen kesken.

Työn teoriaosuus käsitteli yleisimpiä sähkötuotantotapoja ja niiden soveltuvuutta tuotannonvaihteluihin sekä aurinko- ja tuulivoiman vaikutusta sähköverkon vakauteen. Teoriaosuudessa kerrottiin tulevaisuudessa käytettävistä sähköverkon vaihteluiden tasapainottamismenetelmistä, joissa sähköenergiaa varastoidaan akkuihin tai käytetään veden pumppaamiseen myöhempää käyttöä varten.

Tutkimusosuudessa kehitettiin menetelmä, jolla Wärtsilän moottoreiden käyttöprofiileja voitiin luokitella applikaatioiden mukaan. Matlab-ohjelman avulla pystyttiin jokaiselle tutkittavana olleelle moottorille tekemään kuvaajia, jotka ilmentävät käyttöprofiilin ominaispiirteitä. Tarkoituksena oli löytää mahdollisesti samantyyppinen käyttöprofiili huippuvoimalan kanssa, ja eräästä lauttasovelluksesta vastaavuus löytyi.

Työtä varten haastateltiin myös asiantuntijoita, joilta saatiin tietoa ja kokemuksia huippuvoimalakäytöstä. Vastaukset luokiteltiin ja analysoitiin eri kategorioihin, joista ilmeni, että kehitystä tulee tehdä huolto-ohjelmiin sekä parantaa moottorin käytönajan seurantaa erityisesti laitoksissa, joissa tulee paljon termistä rasitusta.