Wiatr wieje, wiatrak stoi. Oto dlaczego przydomowa turbina nie produkuje prądu
Przydomowe, niewielkie turbiny wiatrowe miały być prostą drogą do energetycznej niezależności. W praktyce coraz więcej właścicieli mówi o rozczarowaniu: wiatrak stoi nieruchomo, a licznik produkcji niemal się nie zmienia. Co gorsza, łopaty nie ruszają nawet wtedy, gdy na zewnątrz wyraźnie wieje. Ten problem powtarza się w całej Polsce zaskakująco często — dlaczego tak się dzieje?
- Dlaczego turbiny często stoją w Polsce
- Dlaczego domowa turbina słabo działa?
- Domowa turbina wiatrowa: wady i ryzyko
- Dlaczego turbiny wiatrowe się zatrzymują?
Dlaczego turbiny często stoją w Polsce
Każda turbina wiatrowa ma tzw. prędkość startową — to minimalna siła wiatru potrzebna, by łopaty zaczęły się obracać. Gdy wiatr spada poniżej kilku metrów na sekundę, wirnik nie jest w stanie nabrać obrotów. W Polsce, szczególnie w centrum i na południu kraju, średnia roczna prędkość wiatru wynosi zwykle tylko 3–6 m/s. To zbyt mało, by turbiny mogły pracować bez przerw. O tym, ile realnie „wyciągnie” przydomowy wiatrak, najczęściej przesądza lokalizacja i ekspozycja na wiatr.
Większość turbin dostępnych w sprzedaży projektuje się z myślą o wietrze rzędu 8–10 m/s. W praktyce oznacza to, że wiele domowych instalacji produkuje jedynie symboliczne ilości energii, bo przez znaczną część czasu po prostu stoi. Nic więc dziwnego, że część właścicieli szybko odczuwa rozczarowanie. Taka inwestycja może mieć sens, ale tylko wtedy, gdy wcześniej rzetelnie sprawdzimy warunki wietrzne w konkretnym miejscu i ocenimy, czy turbina będzie miała szansę pracować wystarczająco często.
Dlaczego domowa turbina słabo działa?
Domowa turbina nie potrzebuje wyłącznie silnych podmuchów. Równie ważne jest to, jak powietrze „pracuje” w konkretnym miejscu. Gdy wiatrak stoi zbyt blisko budynków, drzew albo wzniesień, strumień wiatru zaczyna się rwać i tracić stabilność. W efekcie łopaty zamiast kręcić się równo, pracują skokowo, potrafią delikatnie drżeć i sprawiają wrażenie, jakby niemal zatrzymywały się w miejscu.
Znaczenie mają też częste zmiany kierunku wiatru. Turbina musi na bieżąco ustawiając się do napływu powietrza, a gdy wiatr „kręci”, urządzenie łatwo traci sprawność i produkuje mniej energii. Kolejnym ograniczeniem bywa wysokość montażu – tuż nad ziemią wiatr jest zwykle słabszy i bardziej chaotyczny. Dlatego na farmach wiatrowych turbiny umieszcza się kilkadziesiąt metrów nad gruntem, gdzie podmuchy są mocniejsze i bardziej równe. Domowe konstrukcje są znacznie niższe, co bezpośrednio odbija się na ich wydajności.
Domowa turbina wiatrowa: wady i ryzyko
Warto przyjrzeć się bliżej temu, jak projektuje się przydomowe turbiny wiatrowe. W porównaniu z wielkimi farmami wiatrowymi, mniejsze konstrukcje zazwyczaj są prostsze w budowie i obsłudze. Ma to jednak swoją cenę: łopaty takich urządzeń zwykle pracują mniej wydajnie, a uproszczone układy sterowania gorzej radzą sobie przy słabszych podmuchach. Dlatego o ile duże farmy wiatrowe często uchodzą za opłacalną inwestycję, o tyle w przypadku turbin domowych nie zawsze wygląda to równie korzystnie.
Wiele turbin montowanych przy domu nie ma aktywnej regulacji kąta natarcia łopat, co mocno ogranicza zakres warunków, w których mogą efektywnie pracować. Gdy wiatr jest za słaby, wirnik po prostu nie startuje, a gdy robi się zbyt mocno – urządzenie trzeba zatrzymać, aby uniknąć przeciążeń i uszkodzeń. Do tego dochodzą straty wynikające z oporów wewnętrznych: łożyska, przekładnie oraz sam generator potrafią „zabrać” tyle energii, że wirnik nie ruszy nawet przy umiarkowanym wietrze. Zdarza się też, że inwestorzy skarżą się na zjawiska aeroelastyczne — kiedy wirnik stoi albo kręci się bardzo wolno, pojawiają się drgania, a zabezpieczenia w efekcie odcinają pracę turbiny.
Dlaczego turbiny wiatrowe się zatrzymują?
Nie wolno też pomijać kwestii czysto praktycznych. Turbina – jak każde urządzenie mechaniczne – wymaga regularnych przeglądów i bieżących napraw. Gdy zawiodą czujniki, sterowanie albo przekładnia, system przełącza się w tryb awaryjny i urządzenie po prostu przestaje się obracać. Brak planowej konserwacji szybko kończy się korozją, zużyciem łożysk czy zatarciami, a wtedy wiatrak staje w miejscu.
Nawet gdy technicznie wszystko działa, pozostaje temat opłacalności. Często produkcja prądu bywa na tyle mała, że nie rekompensuje wydatków na serwis, części zamienne i samą inwestycję. Z tego powodu właściciele nieraz świadomie odpuszczają naprawy, uznając, że dalsza eksploatacja nie ma sensu ekonomicznego. W rezultacie turbina traci funkcję – stoi, psuje widok i potrafi irytować okolicznych mieszkańców.
W praktyce turbiny wiatrowe nierzadko okazują się chybioną inwestycją. Zbyt słabe i niestabilne wiatry, ukształtowanie terenu, wady projektu oraz wysokie koszty utrzymania sprawiają, że wiele instalacji nie osiąga zakładanych wyników finansowych.