Odnawialne źródła energii w domu -
mikroturbina wiatrowa
mikroturbina wiatrowa
 |
| źródło: www.ekotaniej.pl |
Działanie takiego źródła jest proste: wyobraźcie sobie mały dziecięcy wiatraczek, który zaczyna się kręcić, kiedy my zaczynamy na niego dmuchać. Tak samo jest w przypadku turbin wiatrowych. Wiatr wprawia łopatki w ruch, cała turbina się kręci i obraca wirnik niewielkiego generatora. Do tego dorzucona jest elektronika, która ma przystosować energię elektryczną tak aby mogła ona zasilać zwyczajne urządzenia elektryczne. Częstym rozwiązaniem jest przyłączenie elektrowni wiatrowej do domowej sieci elektrycznej, więc zazwyczaj razem z zestawem są sprzedawane inwertery, które dostosowują napięcie do warunków sieciowych (230 V, napięcia przemiennego).
Ile prądu można uzyskać z przydomowej elektrowni wiatrowej?
To zależy od mocy zestawu. Najmniejsze turbiny wiatrowe jakie widziałem mają moc nieprzekraczającą 50 W. Największe, które można spokojnie zainstalować w przydomowym ogródku, osiągają od 3 do 5 kilowatów. Wartość podana na pudełku jest mocą znamionową elektryczną wytworzoną przez taką elektrownię. Jest ona zazwyczaj nieco niższa od mocy maksymalnej. Ale jeśli zestaw ma produkować 500 W, to niestety nie znaczy, że będzie stale produkował 500 W.
Dla przykładu, zamieszczę obliczenia dla turbiny o mocy 1 kW, umieszczonej w miejscu, średnio - wietrznym. Można przyjąć, że roczna ilość energii elektrycznej wyprodukowanej z wykorzystaniem mikroturbiny wiatrowej będzie równa iloczynowi jej mocy znamionowej i liczby godzin w ciągu roku, skorygowanej o poprawkę na prędkość wiatru i liczbę "wietrznych" dni w ciągu roku (od 20 do 30%):
1 [kW] * 7860 [h] * 0,3 = 2628 [kWh] rocznie
Czy zmiana prędkości wiatru powoduje zmianę ilości wyprodukowanego prądu?
 |
| Krzywa mocy turbiny wiatrowej. źródło: www.generatory.wiatrowe.pl |
Logiczne jest, że gdy wiatr nie wieje, to elektrownia nie pracuje. Podobnie jest gdy wiatr wieje z prędkością niewystarczającą do wprawienia turbiny w ruch (nie może pokonać oporów tarcia ani bezwładności elementów obrotowych). Od pewnej wartości moc zaczyna rosnąć aż osiągnie wartość maksymalną. Jeżeli prędkość wiatru przekroczy granicę bezpieczeństwa, to cały układ jest wyłączany; to znaczy śmigło nadal się kręci ale generator jest, ze względów bezpieczeństwa, automatycznie odłączany. Turbina wiatrowa pracuje najwydajniej w okolicach tej wartości prędkości wiatru, której na krzywej mocy odpowiada moc znamionowa.
Ale na pocieszenie napiszę, że do większości mikroelektrowni wiatrowych można podłączyć akumulator.
Czy muszę zgłosić budowę mikroelektrowni wiatrowej?
Czasem tak, czasem nie. O wszystkim decyduje sposób, w jaki chcecie umieścić turbinę. W przypadku, gdy montaż elektrowni będzie wymagał wylania fundamentu, to w myśl prawa budowlanego, taka turbina będzie nową budowlą (jako coś trwale połączonego z gruntem) i zamiar jej postawienia trzeba będzie, przynajmniej, zgłosić do urzędu gminy.
Ale są też dwa rozwiązania, które nie wymagają żadnych formalności:
- Budowa wiatraka na wieży z linami odciągowymi nie jest czymś trwale połączonym z gruntem, w związku z czym nie będzie nową budowlą oraz
- Zainstalowanie elektrowni na budynku istniejącym, który już ma wszystkie wymagane pozwolenia. Zgodnie z prawem, wszystko, co znajduje się w odległości do trzech metrów od budynku jest jego częścią (taras, patio).
Warto też pamiętać o tym, żeby maszt nie był zbyt wysoki. Każdy obiekt, wyższy niż trzy metry również wymaga zgłoszenia.
Ile to kosztuje?
Turbiny o mocy nieprzekraczającej 500 W można zakupić już za trzy tysiące złotych. Do tego warto doliczyć koszt inwertera (jeśli chcemy podłączyć turbinę do sieci), masztu i akumulatora. Cena zestawu, oczywiście rośnie wraz ze wzrostem mocy. Przydomową elektrownię wiatrową, tak jak wszystko, trzeba dobrać mając na uwagę zapotrzebowanie gospodarstwa na energię elektryczną. Czas zwrotu inwestycji waha się w granicach dziesięciu lat.
Dla przykładu:
- Turbinę o mocy 1 kW zakupiliśmy za około 15 000 zł (koszt obejmujący mikroturbinę, inwerter i maszt).
- Przydomowa elektrownia wiatrowa zapewnia produkcję 1500 kWh energii elektrycznej rocznie.
- Przychodem z inwestycji jest koszt energii z sieci, której nie kupimy od dostawcy; załóżmy, że płacimy za nią 70 gr/kWh (koszty stałe i zmienne).
2 600 [kWh] * 0,70 [zł/kWh] = 1 820 [zł]
15 000 [zł] / 1 820 [zł/rok] = 8,22 [lat]
A gdybym chciał sprzedawać prąd z mojego "wiatraka"?
W zeszłym roku weszła w życie ustawa o odnawialnych źródłach energii. Ustawa ta wprowadziła bardzo korzystne rozwiązania dla posiadaczy mikroinstalacji oraz małych instalacji produkujących prąd ze źródeł odnawialnych (zwani "Prosumentami"), którzy chcieliby sprzedać nadwyżki produkcji. Oprócz nałożonego na spółki obrotu energią elektryczną obowiązku skupu nadwyżek produkowanej energii od "mikrowytwórców" wprowadzono także ceny gwarantowane, które cały czas są znacznie wyższe od cen rynkowych.
Mikroturbina wiatrowa jest ciekawym rozwiązaniem, szczególnie dla mieszkańców wsi, zmagających się z częstymi przerwami w dostawie prądu. Możliwości wykorzystania takiego zestawu jest dużo. Można stworzyć niezależny obwód do zasilania niektórych urządzeń, podłączyć ją do elektrycznego podgrzewacza wody (w ten sposób turbina będzie pracowała w systemie przygotowania ciepłej wody) lub po prostu przyłączyć ją do sieci. Za każdym razem, gdy rozważacie instalację małego źródła odnawialnego, musicie wziąć pod uwagę wiele czynników. Dlatego, warto skorzystać z pomocy fachowca, który dobierze odpowiednią mikroturbinę, tak aby pracowała jak najwydajniej.
