Tuulivoimalan tuottama energia riippuu olennaisesti tuulivoimalan lapojen piirtämällä alueella vallitsevasta tuulen nopeudesta ja nopeuden jakaumasta. Tästä syystä voimalan sijoittelua suunniteltaessa on pyrittävä löytämään mahdollisimman tuulinen paikka. Kuten tuulen nopeuden vertikaalista muutosta käsiteltäessä todettiin keskimäärin tuulen nopeus kasvaa ylöspäin mentäessä tuulivoimaloiden kannalta merkittävissä korkeuksissa, eli voimalan tornin korkeutta lisäämällä päästään suurempiin tuulen nopeuksiin.
Tuulivoimalan tuottoa arvioitaessa käytetään tuulen nopeutena yleensä voimalan konehuoneen korkeudella, eli napakorkeudella, vallitsevaa tuulen nopeutta. Lapojen piirtämällä alueella tuulen nopeuden vertikaalisen muutoksen oletetaan noudattavan logaritmista tuuliprofiilia, mikä ei todellisuudessa kaikissa tilanteissa suinkaan pidä paikkaansa.
Oheisessa kuvassa on esitetty tyypillisten erikokoisten 3-lapaisten tuulivoimaloiden vuotuista energiantuotantoa (MWh/vuodessa) voimalan napakorkeudella vallitsevan vuotuisen tuulen keskinopeuden (m/s) funktiona. Laskennassa tuulen nopeuden jakauman oletetaan noudattavan Reyleigh-jakaumaa.
Kuvasta voidaan todeta, että suuret voimalat nelinkertaistavat tuotantonsa (MWh/a) tällä nopeusalueella, kun tuulen keskinopeus kasvaa kaksinkertaiseksi. Kun keskinopeus nousee suureksi kasvaa myös ylisuurten tuulennopeuksien (> 25 m/s) todennäköisyys, jolloin voimalan seisonta-aika vastaavasti kasvaa. Isojen voimaloiden tyypillinen toiminta-alue on tuulen nopeuksilla 5-25 m/s. Sitä heikommilla ja kovemmilla tuulilla voimalat eivät tuota energiaa.
Lisätietoja:
Tuulen energiasisältö vs tuulen nopeus
Missä tuulee?
Tuotannon ajallinen vaihtelevuus
Tuulivoimaloiden sijoittelu
Säätövoiman tarve