W tych regionach Polski przydomowa turbina wiatrowa nie ma żadnego sensu. "Za mało wieje"
W ciągu ostatnich dwóch lat coraz częściej zachęca się nas do zakładania przydomowych wiatraków. Ruszył nawet rządowy program dofinansowania takich instalacji. Coraz więcej osób przekonuje się jednak, że mała turbina przydomowa nie jest tak opłacalna jak się spodziewały. Na forach i w mediach społecznościowych można znaleźć wiele rozczarowanych głosów. Czy rzeczywiście jest tak źle? A może popełniamy jakiś błąd?
- Mała turbina wiatrowa – zysk czy strata?
- Gdzie w Polsce opłaca się stawiać wiatraki?
- Jak wielkość turbiny wpływa na jej moc?
- Czy warto inwestować w przydomową turbinę?
Mała turbina wiatrowa – zysk czy strata?
Najtańsze i najłatwiejsze w montażu są małe turbiny wiatrowe od 3 do 12 metrów. W tym przedziale dostępne są urządzenia o mocy 3, 5 i 10 kW. Dla porównania turbiny lądowe wykorzystywane przez profesjonalne elektrownie mają moc od 1 do 3 megawatów, a turbiny morskie są jeszcze potężniejsze.
W przypadku przydomowych turbin trzeba jednak pamiętać, że producenci podają moc uzyskiwaną w sprzyjających warunkach pogodowych – czyli przy wietrze przynajmniej 4-5 m/s. Do tego dodajmy, że turbiny nie mogą być wystawione na stałe działanie bardzo silnego wiatru. „Łapanie” energii w czasie wichur, huraganów (powyżej 25 m/s) jest niemożliwe. Optymalne warunki to prędkość wiatru między 5 a 10 m/s.
Jednak zwolennicy tych urządzeń mają nadzieję na zróżnicowanie przydomowych źródeł energii i widzą je jako alternatywę dla paneli. Czy rzeczywiście da się korzystać z zyskiem z przydomowych turbin wiatrowych czy lepiej od razu przerzucić się na fotowoltaikę?
Gdzie w Polsce opłaca się stawiać wiatraki?
W internecie można znaleźć mapy z naniesioną informacją o różnych strefach siły wiatru. Pozwalają one szybko ocenić, w których częściach kraju najkorzystniej jest stawiać wiatraki.
Średnia roczna prędkość wiatru w Polsce mieści się zwykle w granicach 3-4 m/s. Rekordowe prędkości są osiągane na Śnieżce (12 m/s) i Kasprowym Wierchu (6,5 m/s). Nie są to jednak punkty, w których zwykły człowiek mógłby zainstalować własną turbinę. Pod tym względem największe możliwości mają mieszkańcy wybrzeża i nizin w środkowej Polsce. Wyjątkowo dobrym miejscem do zakładania elektrowni wiatrowych są okolice Warszawy, pas wybrzeża między Łebą a Gdańskiem. Okresowo korzystne warunki występują też w okolicach Bydgoszczy. Najmniejsze szanse żeby skorzystać na energii wiatrowej będą mieć mieszkańcy kotlin położonych między pasmami górskimi. Rekordowo niska siła wiatru występuje np. w okolicach Zakopanego (ok. 1,2 m/s).
Warto dodać, że prędkość wiatru jest nierówna w ciągu roku. Największe prędkości występują od późnej jesieni do wczesnej wiosny, najmniejsze latem i wczesną jesienią. Ma to swoje dobre strony. Kiedy mamy mało wiatru jest najwięcej słońca, kiedy słońce pojawia się rzadziej i wzrasta zachmurzenie, narasta siła wiatru. Dlatego warto łączyć turbiny z panelami PV. Dla efektywności turbin wiatrowych znaczenie ma również lokalne ukształtowanie terenu i zabudowa. Nietrudno zgadnąć, że najbardziej opłaca się stawiać turbiny tam, gdzie jest dużo otwartej przestrzeni.
Jak wielkość turbiny wpływa na jej moc?
Biorąc pod uwagę siłę wiatru w danym regionie i budowę wiatraka można obliczyć jaką moc wiatru, czyli ile wiatr może dać prądu przy użyciu danej turbiny. W tym celu powinniśmy skorzystać z wzoru:
P = ½ρ * A * v3
gdzie:
A – powierzchni przekroju turbiny (okrąg tworzony przez obracające się łopatki)
ρ – gęstości powietrza (zwykle przyjmuje się optymalne 1,22 kg/m3)
oraz v – prędkości wiatru
Mała turbina nie powinna mieć powierzchni przekroju większej niż 2 m2 i wysokości powyżej 12 m. Powierzchnia przekroju dużych turbin może wynosić nawet do kilkudziesięciu metrów kwadratowych. Poniższy wykres pokazuje moc przy podobnych prędkościach wiatru, dla przykładowej turbiny przydomowej o przekroju 2 m2 oraz dla dużej turbiny lądowej o powierzchni przekroju 40 m2. Chociaż jest to wykres uproszczony, wyraźnie widać skokowy wzrost dopiero powyżej 5-6 m/s.
Czy warto inwestować w przydomową turbinę?
Porównując powyższe wykresy trzeba brać pod uwagę, że sama turbina potrzebuje prądu na rozruch. Energia, którą wiatrak jest w stanie wytworzyć w danym miejscu i czasie powinna przynajmniej nieznacznie przewyższać straty na zasilenie. Poza tym pogoda i siła wiatru na wysokości poniżej 100 metrów jest niestabilna. Oznacza to, że wszystkie małe i tanie turbiny będą wielokrotnie przerywać pracę i rzadko osiągać szczytowe możliwości, przedstawiane przez producenta.
Specjaliści często podkreślają, że dolną granicą opłacalności małych turbin wiatrowych jest prędkość wiatru 4 m/s. Jest to wielkość osiągalna w polskich warunkach, ale nie częsta, ani stała.
W opisanych wcześniej częściach kraju, gdzie wiatr często osiąga taką lub zbliżoną prędkość zamontowanie turbiny może mieć sens. W miejscach gdzie wiatr rzadko dociera nawet do 3 m/s nie warto wydawać pieniędzy.
Wszystkim entuzjastom własnej energii z wiatru przypominamy - mała turbina nie powinna być traktowana jako jedyne źródło energii. Nawet tam gdzie silny wiatr pojawia się częściej może być dobrym dopełnieniem instalacji fotowoltaicznej.