Przydomowe wiatraki kontra fotowoltaika: Które rozwiązanie wygra?
Własne generowanie energii elektrycznej stanowi interesującą opcję w porównaniu do energii z sieci lokalnych dostawców. W tym celu najczęściej stosuje się panele fotowoltaiczne umieszczone na dachu. Alternatywnym rozwiązaniem są małe turbiny wiatrowe przy domu. Dla kogo jest przeznaczona ta technologia i jakie są jej wymagania? Jedno jest pewne: domowa elektrownia wiatrowa podlega innym zasadom i warunkom niż system fotowoltaiczny.
- Jak osiągnąć niezależność energetyczną?
- Rodzaje turbin wiatrowych dla domu
- Kluczowe czynniki przy wyborze turbiny wiatrowej
- Zalety i wyzwania energii wiatrowej
- Zielona energia: fotowoltaika i wiatraki
Jak osiągnąć niezależność energetyczną?
W obliczu wysokich i wciąż rosnących kosztów energii elektrycznej, niezależność energetyczna staje się coraz bardziej atrakcyjna. Wiele domów jednorodzinnych koncentruje się głównie na energii słonecznej. Systemy fotowoltaiczne generują jednak około 80% swojej rocznej produkcji energii w miesiącach od marca do września. Osoby pragnące uniezależnić się również w okresie jesienno-zimowym potrzebują dodatkowych rozwiązań. W wietrznych regionach naturalnym pomysłem jest wykorzystanie energii wiatru.
Niewielka turbina wiatrowa może zostać zamontowana w ogrodzie lub na dachu. Wiatr napędza wirnik, a turbina wiatrowa przekształca energię kinetyczną w energię elektryczną prądu stałego. Ten prąd jest następnie konwertowany przez tzw. inwerter na prąd zmienny, który może zasilać urządzenia domowe lub być przesyłany do sieci elektroenergetycznej.
Rodzaje turbin wiatrowych dla domu
Posiadacze nieruchomości mogą wybierać spośród różnych typów wiatraków. Ogólnie rzecz biorąc, można je podzielić na dwie kategorie: turbiny wiatrowe z osią poziomą oraz z osią pionową. W pierwszej sytuacji wirnik kręci się wokół osi poziomej, a w drugiej – wokół osi pionowej.
Wiatraki, które znamy z dużych farm wiatrowych, zazwyczaj są „poziomoosiowe”. W przypadku małych domowych urządzeń często stosuje się modele z osią pionową. Takie „pionowoosiowce” mają niższą efektywność, ale w pewnych miejscach mogą oferować inne korzyści. Turbiny z pionową osią obrotu mają dwóch wynalazców:
- Turbina Savoniusa
Została wynaleziona w 1922 roku przez fińskiego inżyniera Sigurda Johannesa Savoniusa. Przekrój poziomy wirnika tej turbiny przypomina literę „S”. Zazwyczaj ma dwie lub trzy łopaty. Charakteryzuje się stabilną pracą niezależnie od kierunku wiatru i przy bardzo niskich prędkościach wiatru. Nie wymaga wysokich masztów, a jej cicha praca pozwala na montaż nawet na budynku mieszkalnym. Niezawodność i niski koszt równoważą jej umiarkowaną wydajność.
- Turbina Darrieusa
Została opatentowana przez francuskiego inżyniera Georges'a Darrieusa w 1931 roku w dwóch wersjach. W pierwszej łopaty są proste, a w drugiej wygięte na wzór kręcącej się skakanki – dwie lub trzy długie łopaty zakrzywione w formie pętli „C”. Do zalet tej turbiny należy prostota, brak potrzeby budowy wieży oraz mechanizmu odchylania wirnika. Wadą są częste uszkodzenia mechaniczne z powodu dużych sił działających na łopaty wirnika oraz konieczność wsparcia przy rozpoczęciu pracy – mają niski początkowy moment obrotowy.
Kluczowe czynniki przy wyborze turbiny wiatrowej
Żeby wiatrowa elektrownia mogła generować odpowiednią ilość energii, niezbędna jest wystarczająca siła wiatru. Dla efektywnego funkcjonowania małej turbiny wiatrowej konieczna jest średnia roczna prędkość wiatru na poziomie wirnika wynosząca około 4 m/s. Co więcej, wiatr powinien wiać możliwie stale. Nieregularne, krótkie podmuchy raczej nie zostaną zamienione na energię elektryczną.
Zanim więc zdecydujecie się na instalację wiatraka do zasilania domu, musicie jak najdokładniej zaznajomić się z warunkami wietrznymi w Waszej okolicy. Pierwszym wskaźnikiem, czy ten typ elektrowni będzie się opłacał, jest spojrzenie na otoczenie. Drzewa i budynki wokół działki mogą znacząco zmniejszać siłę wiatru i powodować zawirowania. Większość terenów zabudowanych to nie najlepsze miejsca dla turbin wiatrowych. Więcej możliwości mają działki na obrzeżach lub położone całkowicie w odosobnieniu. Kluczowy jest przede wszystkim swobodny przepływ wiatru z głównego kierunku.
Zalety i wyzwania energii wiatrowej
Główną korzyścią wiatraków jest uniezależnienie się od paliw kopalnych i wytwarzanie energii elektrycznej przy użyciu wiatru. Prąd dla użytku domowego powstaje w sposób całkowicie pozbawiony emisji. Niestety, nie istnieją doskonałe rozwiązania i to również nie jest wolne od wad. Najważniejsze jest tutaj odpowiednie usytuowanie terenu: przeszkody utrudniające swobodny przepływ wiatru obniżają efektywność turbiny.
Ważne są także koszty związane z instalacją wiatrową. Obejmują one nie tylko zakup i montaż sprzętu, który jest znacznie droższy niż panele fotowoltaiczne, ale także ich późniejsze utrzymanie. Tańsze warianty w bardziej amatorskiej formie nie są odpowiednie do niezawodnego i skutecznego wytwarzania prądu dla gospodarstw domowych.
Zielona energia: fotowoltaika i wiatraki
Zapotrzebowanie na energię ze źródeł odnawialnych nieustannie wzrasta, a systemy fotowoltaiczne zdobyły przewagę w tym ekologicznym wyścigu. Trudno obecnie wyobrazić sobie nowoczesne budynki bez paneli fotowoltaicznych. Technologia słoneczna jest niezawodna, wydajna i długowieczna. Możliwe są nawet instalacje słoneczne na balkonach.
Urządzenia wiatrowe, które zamieniają energię wiatru na prąd do zasilania sprzętów domowych, są właściwie dopiero na początku swojej drogi rozwojowej. Co więcej, nie wszędzie są odpowiednie miejsca do instalacji małych turbin wiatrowych. Jednym z potencjalnych kierunków rozwoju przydomowej energetyki wiatrowej jest jej połączenie z fotowoltaiką oraz systemami magazynowania energii.