Tuulen energia on peräisin aurinkoenergiasta
Kaikki uusiutuvat luonnonvarat (paitsi vuorovesi ja maalämpö) ja jopa fossiiliset polttoaineet viimekädessä tulevat auringosta. Auringon säteilyn teho ilmakehän ulkorajalla on suuruusluokkaa 1370 W/m2. Lähes puolet aurinkoenergiasta sitoutuu lämpönä maanpintaan ja meriin, josta se heijastuu takaisin avaruuteen pitkäaaltoisena lämpösäteilynä. Toinen puoli aurinkoenergiasta kuluu ns. hydrologisen kierron ylläpitämiseen. Osa tästä kierrosta voidaan hyödyntää vesivoimana. Pieni osa (noin 9 kertaa maailman energiakulutus) aurinkoenergiasta sitoutuu fotosynteesiin eli kasvi- ja puumassaan. Osa tästä voidaan hyödyntää bioenergiana.
Noin kahdesta kolmeen prosenttia auringosta tulevasta energiasta muuttuu liike-energiaksi eli tuuleksi. Tämä on noin 40 kertainen energiamäärä verrattuna maailman tämänhetkiseen energiankulutukseen.
Planetaarinen tuulijärjestelmä
Tuuli
Tuuli on ilmakehässä liikkuva maanpinnan suuntainen ilmavirtaus.
Tuulen syntymiseen vaikuttaa maapallon epätasainen lämpeneminen ja jäähtyminen. Auringon säteily vaimenee ilmakehässä. Lähellä napa-alueita säteily kulkee pitemmän matkan ilmakehässä kuin päiväntasaajalla, jolloin säteily vaimenee sitä enemmän mitä lähemmäksi napa-aluetta tullaan. Aurinko myös lämmittää maanpintaa eri tavoin eri leveysasteilla. Maapallon muodosta, sekä auringon ja maapallon keskinäisestä sijainnista johtuen lähellä päiväntasaajaa olevat alueet saavat huomattavasti enemmän auringon säteilyä kuin napa-alueet. Epätasaisen lämpenemisen vaikutuksesta maapallo toimii kuin lämpöpumppu siirtäen lämmintä ilmaa napa-alueille ja viileämpää ilmaa päiväntasaajan suuntaan
Auringon korkeuskulman vaihtelut Suomessa
Korkeilla leveysasteilla maanpinnalle tulevan säteilyn määrässä on huomattavan suuri vuodeanaikavaihtelu. Leveysasteiden ohella säteilyn määrään vaikuttaa merkittävästi myös pilvisyys.
Suomessa maan pinnalle vaakasuoralle pinnalle tulevan auringonsäteilyn keskimääräinen teho on tammikuussa etelärannikolla runsaat 12 W/m2 ja Lapissa alle 2 W/m2. Heinäkuussa auringonsäteilyn keskimääräinen teho on vastaavasti heinäkuussa runsaat 230 W/m2 etelärannikolla ja 190 - 200 W/m2 Lapissa.
Paikalliseen tuuleen ja tuulisuuteen vaikuttavat monet eri mittakaavan tekijät, kuten suuren mittakaavan säähäiriöt (esim. matalapaineet, maa – meri lämpötilavaihtelut sekä maasto ja maastonmuodot sekä maaston peitteisyys.
Lisätietoa:
Geostrofinen tuuli
Tuuli lähellä maanpintaa
Tuuliruusu
Paikalliset tuulet
Tuuli Suomessa
Lähteet:
Kauppa- ja teollisuusministeriö, 1982: Aurinko-opas rakennusalan suunnittelijoille
Tammelin B., et al, 1987: On the global radiation incident variously orinetated surfaces on the south coast of Finland. Meteorologisia julkaisuja No5. Ilmatieteen laitos, Helsinki.
Tammelin B., ja Hytönen R.: Laskennalliset auringonsäteilymäärät erisuuntaisille pinnoille Suomessa. Meteorologisia julkaisuja No 8. Ilmatieteen laitos, Helsinki.
Tammelin B.: Meteorologista taustatietoa tuulienergiakartoitukselle. Ilmatieteen laitos, Helsinki.
WMO, 1981: Meteorological aspects of utilization wind as an energy source. Technical note 175.
