Design aspects of the blades of a wind turbine, mechanisms of the blade damages

Tuulivoiman lapojen suunnittelu on tuulivoimalahankkeessa tärkeä osa, sillä se on voimalan toiminnan kannalta erittäin tärkeä komponentti. Lavan toivotaan kestävän koko voimalan eliniän ajan, jotta tuotetun energian hinta ei kasvaisi suurten korjauskustannuksien myötä. Tässä työssä esitellään lapojen suunnittelun perusteet, lapojen rakenne ja materiaalit, jäätäminen, lavoissa esiintyvät vauriot sekä niiden syntymekanismit. Lisäksi tarkoitus on selvittää eroosion, jäätämisen ja voimalan keskeytysten aiheuttamia tappioita. Työn luvuissa 1–5 esitellään lapasuunnittelun perusteet, lapojen rakenne, useimmiten käytetyt materiaalit, vauriot ja niiden syntymekanismit sekä jäätäminen. Luvussa 6 analysoidaan eroosion, jäätämisen ja vaurioiden vaikutus voimalan tuotantoon ja tuottoon lukujen 1–5 tietoihin pohjaten. Laskelmat ovat yleisluontoisia ja niiden tarkoitus on näyttää suuntaa antavasti, minkälainen merkitys lapasuunnittelulla voi olla voimalan eliniän mittaisella ajalla. Laskelmissa voimalana toimii kuvitteellinen 1 MW:n voimala 3 000 tunnin huipunkäyttöajalla. Loppupäätelmänä todetaan, että eroosion, jäätämisen ja niistä johtuvien keskeytysten minimoiminen on olennainen osa lapasuunnittelua. Erityisesti pinnoitteiden kestävyys ja kyky hylkiä pintaan muodostuvaa jäätä huomataan tuloksista oleellisiksi. Aktiivisten jäänestomenetelmien käyttö on edullisempaa kuin jäätämisen salliminen. Eroja tarkastellaan menetetyn voiton muodossa, verrattuna täysin optimaalisesti toimivaan puhtaaseen lapaan. Menetetyn voiton suuruus voimalan eliniän aikana vaihtelee välillä 250 000–1 080 000 €, hiukan tapauksesta ja oletuksista riippuen. Avainsanat: Lapasuunnittelu, noste, vääntö, ADIS, eroosio, jäätäminen, nimellisteho, huipunkäyttöaika, CoE, tehokäyr