Sään vaihtelut vaikuttavat sähkölaskuihin – tuuli- ja aurinkovoima muokkaavat energiamarkkinoita

Talvi tekee tuloaan, ja sään kylmetessä kotitalouksien sähkölaskut kasvavat, kun lämmitysenergian kysyntä lisääntyy. Sääriippuvaisten energiantuotantomuotojen voimakkaan kasvun vuoksi säällä on yhä merkittävämpi vaikutus koko energiajärjestelmään. Talvisin lämpötilan ja tuulisuuden päivittäiset vaihtelut voivat olla suuria, ja energian kulutus, tuotanto ja lopulta myös hinta vaihtelevat samassa tahdissa. Myös sääennusteiden merkitys kasvaa.

Tuulivoima on nopeimmin kasvava sähköntuotantomuoto Suomessa, ja se on merkittävä sähkön hintaan vaikuttava yksittäinen tekijä Suomen hinta-alueella. Koko Suomeen asennettu tuulivoimakapasiteetti on tällä hetkellä liki kahdeksan gigawattia (GW), mikä on yli kaksinkertainen määrä esimerkiksi Olkiluodon ydinvoimalaitoksen kolmen reaktorin yhteenlaskettuun tuotantotehoon nähden. Koska tuulivoiman tuotanto on puhtaasti säästä riippuvaa, tarkoittaa se enimmillään lähes kahdeksan gigawatin suuruisia tuotantotehon muutoksia lyhyessäkin ajassa. Suomen tuulivoimakapasiteetti on tulevinakin vuosina voimakkaassa kasvussa. Kantaverkkoyhtiö Fingridin julkaiseman arvion mukaan Suomessa voi olla vuosikymmenen loppuun mennessä jo noin 20 gigawattia asennettua tuulivoimaa, mikä on 2,5-kertainen määrä tämän hetken tuulivoimakapasiteettiin nähden. Voimakasta kasvua on odotettavissa myös seuraavalla vuosikymmenellä. Maailmalla aurinkovoima on yksi nopeimmin kehittyvistä energiatuotannon muodoista ja ylittää suuruudessaan tuulivoiman. Myös Suomessa aurinkovoima on kokemassa voimakkaan kasvun. Fingridin samaisen arvion mukaan tämän vuosikymmenen loppuun mennessä aurinkoenergian maksimikapasiteetti voi kasvaa Suomessa noin yhdeksään gigawattiin, mikä on enemmän kuin tämänhetkinen tuulivoimakapasiteetti. Kaiken kaikkiaan Suomen sääriippuvaisen energiantuotannon kokonaiskapasiteetti voi yltää lähes 30 gigawattiin vuonna 2030.

Aurinkovoima tulee täydentämään tuulivoimaa erinomaisesti, sillä auringonsäteilyn saatavuus on suurimmillaan kesäisin ja päiväsaikaan, kun taas tuulivoimaa tuotetaan eniten talvisin ja yöaikaan. Energiateollisuuden julkaisemien tuulivoiman tuotantotilastojen mukaan noin 60 prosenttia vuotuisesta tuulienergiasta tuotetaan loka-maaliskuussa ja 40 prosenttia huhti-syyskuussa. Matalapainetoiminta on voimakasta talvipuoliskolla, jolloin sää on tuulisempaa ja voi muuttua nopeasti ja voimakkaasti. Syy matalapainetoiminnan voimakkuuteen löytyy pohjoisten leveysasteiden ja keskileveysasteiden välisestä lämpötilaerosta, jotka ovat voimakkaimmillaan juuri talvikuukausina. Kesällä lämpötilaerot tasoittuvat, ja matalapainetoiminta heikkenee. Heikoimmat tuulet sijoittuvat ajallisesti heinäkuuhun, jolloin myös tuulienergian tuotanto on keskimäärin pienimmillään. Tuulivoiman tuotannossa havaitaan myös voimakasta vuorokausivaihtelua, joka liittyy auringon aiheuttamaan lämpötilan vuorokausivaihteluun. Talvikuukausina sekä lämpötilan että tuulivoimatuotannon vuorokausivaihtelut ovat pienimmillään, mutta kesäpuoliskolla tilanne on toinen. Maaliskuusta syyskuuhun ulottuvalla jaksolla yöajan tuotanto on keskimäärin noin 30 prosenttia suurempaa kuin päivisin. Havaittu käyttäytyminen johtuu lämpötilan pystyprofiilissa ja turbulenssissa tapahtuvista nopeista muutoksista, joita tapahtuu muun muassa auringon laskiessa etenkin selkeällä säällä. Silloin korkeammalla oleva ilmavirtaus lakkaa “tuntemasta” maanpinnan jarruttavan vaikutuksen ja kiihtyy, mutta maanpinnan lähellä tuuli heikkenee tai jopa tyyntyy. Myös tuulivoimaloiden sijainnilla on merkitystä tuotantopotentiaaliin. Meren pinta on ilmavirtauksen näkökulmasta melko sileä ja esteetön, joten sen jarruttava vaikutus on vähäinen ja tuulet siten voimakkaampia. Lisäksi meren ja maan väliset rosoisuus- ja lämpötilaerot suosivat paikallisesti voimakkaampien ilmavirtausten muodostumista rannikon läheisyyteen. Merialueet nähdäänkin ihan hyvästä syystä erittäin potentiaalisina tuulivoimatuotannon kasvualueina.

Aiheesta voit lukea lisää täältä!

Lähde: Ilmateiteen laitos