Miały produkować prąd, a stoją bez ruchu. Dlaczego przydomowe wiatraki zawodzą?
Małe turbiny wiatrowe przy domach miały gwarantować samowystarczalność energetyczną. Jednakże, wielu właścicieli skarży się, że te wiatraki nie generują energii, ponieważ zazwyczaj pozostają bez ruchu. Turbiny nie uruchamiają się nawet przy wyraźnych podmuchach wiatru. To dość często spotykana sytuacja w Polsce – co jest jej przyczyną?
- Efektywność przydomowych turbin wiatrowych
- Wyzwania efektywności przydomowej turbiny
- Wyzwania przydomowych turbin wiatrowych
- Problemy z eksploatacją turbin wiatrowych
Efektywność przydomowych turbin wiatrowych
Każda turbina wiatrowa posiada określoną prędkość początkową, czyli minimalną siłę wiatru wymaganą do uruchomienia łopat. Jeśli siła wiatru spada poniżej kilku metrów na sekundę, wirnik nie zdoła się rozpędzić. W Polsce, zwłaszcza w środkowej i południowej części kraju, przeciętna roczna prędkość wiatru to jedynie 3–6 m/s. To zdecydowanie za mało, aby turbiny mogły pracować nieustannie. O wydajności przydomowej turbiny najczęściej decyduje położenie.
Większość turbin wiatrowych dostępnych na rynku jest zaprojektowana do pracy przy wietrze osiągającym prędkość około 8–10 m/s. Dlatego wiele przydomowych instalacji generuje minimalne ilości energii. Niestety, takie wiatraki przez większość czasu pozostają nieruchome. Nic zatem dziwnego, że wielu inwestorów czuje się rozczarowanych. Zakup turbiny wiatrowej może być opłacalny, pod warunkiem, że wcześniej dokładnie przeanalizujemy warunki wietrzne panujące w danej okolicy.
Wyzwania efektywności przydomowej turbiny
Domowa turbina wymaga nie tylko mocnego wiatru. Równie istotny jest ruch powietrza w danym miejscu. Jeśli wiatrak znajduje się zbyt blisko zabudowań, drzew lub wzniesień, przepływ powietrza może być zaburzony. W takich warunkach łopaty zamiast poruszać się płynnie, działają nierównomiernie lub lekko się chwieją, niemal stojąc w miejscu.
Zmieniające się kierunki wiatru także mają wpływ na działanie domowej turbiny. Wiatrak musi się dostosowywać do kierunku powietrza, a gdy ten zmienia się często, urządzenie traci na wydajności. Kolejną trudnością może być wysokość – bliżej ziemi wiatr jest słabszy i bardziej burzliwy. Duże farmy wiatrowe instalują turbiny kilkadziesiąt metrów nad ziemią, aby korzystać z silniejszych wiatrów. Domowe instalacje są znacznie niższe, co wpływa na ich wydajność.
Wyzwania przydomowych turbin wiatrowych
Warto zwrócić uwagę na projektowanie domowej turbiny wiatrowej. W przeciwieństwie do dużych farm wiatrowych, konstrukcja mniejszych jednostek bywa często mniej skomplikowana. Łopaty takich turbin są mniej efektywne, a systemy sterowania są prostsze, co zmniejsza zdolność działania przy słabszych podmuchach wiatru. Duże farmy wiatrowe to korzystna inwestycja, czego nie zawsze można powiedzieć o domowych turbinach.
Wiele modeli turbin instalowanych koło domu nie posiada funkcji aktywnej regulacji kąta łopat. Oznacza to, że mogą działać tylko w specyficznych warunkach. Gdy wiatr jest zbyt słaby, turbina nie uruchamia się, a przy zbyt mocnym – konieczne jest jej wyłączenie, by zapobiec uszkodzeniom. Dodatkowo występują opory wewnętrzne, takie jak łożyska, przekładnie i generator, które mogą zatrzymać wirnik nawet przy umiarkowanym wietrze. Czasami inwestorzy narzekają na problemy aeroelastyczne – gdy wirnik stoi lub obraca się powoli, wpada w wibracje i w efekcie jest zatrzymywany przez system zabezpieczeń.
Problemy z eksploatacją turbin wiatrowych
Nie można również zapominać o aspektach praktycznych. Turbina, podobnie jak każde inne urządzenie mechaniczne, potrzebuje systematycznych przeglądów oraz napraw. W przypadku awarii czujników, systemu sterowania czy przekładni, maszyna przechodzi w tryb awaryjny – wtedy przestaje się obracać. Brak systematycznej konserwacji turbiny prowadzi do korozji, zużycia łożysk lub zablokowań, co powoduje, że wiatrak zatrzymuje się.
Nawet jeśli sprzęt funkcjonuje, pojawia się kwestia jego rentowności. W wielu sytuacjach ilość generowanej energii elektrycznej jest tak niska, że nie pokrywa kosztów serwisowania, części zamiennych i samej inwestycji. Zdarza się zatem, że właściciele świadomie rezygnują z napraw, dochodząc do wniosku, że dalsze użytkowanie nie jest opłacalne. W efekcie turbina staje się nieprzydatna – stoi na terenie, zaburza krajobraz i drażni sąsiadów.
Turbiny wiatrowe często okazują się nietrafioną lokatą. Niedobór mocnych i stałych wiatrów, przeszkody terenowe, wady konstrukcyjne, a także wysokie koszty eksploatacji powodują, że wiele instalacji nie przynosi oczekiwanych zysków.