Ile energii daje wiatrak przydomowy? Średnia wydajność w Polsce to kpina
Wokół rzeczywistej efektywności domowych turbin wiatrowych narosło wiele mitów. Jaką ilość energii są one w stanie faktycznie wytworzyć? W jakich lokalizacjach ich montaż jest opłacalny, a gdzie będą jedynie drogim ozdobnikiem? Informacje z polskich i zagranicznych źródeł wskazują na zróżnicowaną wydajność tych turbin.
- Wyzwania efektywności małych turbin wiatrowych
- Koszty i korzyści przydomowych wiatraków
- Efektywność małych wiatraków a lokalizacja
- Skuteczność przydomowych turbin wiatrowych
Wyzwania efektywności małych turbin wiatrowych
Posiadanie własnej turbiny wiatrowej i czerpanie energii wyłącznie z niej to fascynująca perspektywa, lecz obecne realia wskazują, że jest to niemal niewykonalne. Dlaczego tak się dzieje? Analizy z lat 2018–2023 wykazują, że średni wskaźnik wykorzystania (CF) dla 173 badanych instalacji w Polsce wynosił tylko 3,75%. Na każde 1 kW mocy małych turbin przypadało średnio 328 kWh uzyskanej energii.
Jedynie nieliczne miejsca – zwłaszcza na bałtyckim wybrzeżu – przekraczały 10% CF. Najbardziej efektywne stacje (osiągające nawet 20%) były położone bezpośrednio nad morzem. Przeważająca część kraju, zwłaszcza równinne obszary centralnej i wschodniej Polski, wypadała znacznie gorzej. Nawet w pobliskich lokalizacjach występowały różnorodne warunki wietrzne, co pokazuje, jak istotny wpływ na działanie przydomowej turbiny mogą mieć ukształtowanie terenu czy mikroklimat.
Najpoważniejszym problemem małych turbin zdaje się być znaczna niestabilność produkcji. Dane z lat 2018–2023 wskazują na pojawianie się powtarzających się okresów niemal zerowego wytwarzania energii z powodu słabych warunków wietrznych. Niewielka turbina w Rozewiu w maju 2018 roku osiągnęła bardzo niski wynik – 70 kWh/kW, co jest znacząco poniżej średniej dla tej turbiny w latach 2018–2023. Dzienny rozkład produkcji pokazuje, że małe turbiny są najbardziej wydajne w godzinach południowych. Krytycy energii wiatrowej twierdzą, że w tym czasie najlepiej funkcjonują również panele fotowoltaiczne, które cechują się znacznie wyższą wydajnością.
Koszty i korzyści przydomowych wiatraków
Wydatek na wytwarzanie energii z domowych turbin wiatrowych potwierdza twierdzenie, że są to urządzenia mniej efektywne niż panele fotowoltaiczne. Zostało to udowodnione przez badaczy z Centrum Modelowania Meteorologicznego IMGW-PIB we współpracy z partnerami z Politechniki Wrocławskiej, Politechniki Gdańskiej oraz Uniwersytetu Aarhus. Wykazali oni, że nawet w najbardziej optymistycznym scenariuszu najniższy koszt produkcji energii dla takiej turbiny wynosi 0,97 zł/kWh, podczas gdy średnia cena prądu dla gospodarstw domowych wynosi około 0,88 zł/kWh. To oznacza, że inwestycja w domową turbinę wiatrową może się nie zwrócić. Korzyści z instalacji odniosą jedynie gospodarstwa, które dążą do uzyskania niezależności energetycznej.
Warto jednak zaznaczyć, że poziom autokonsumpcji w przypadku turbin wiatrowych jest większy niż w przypadku fotowoltaiki i wynosi od 25 do nawet 55%. Z tego powodu w rejonach, gdzie panele słoneczne mają trudności zimą, a wiatr jest częstszy, mała turbina wiatrowa może wspomagać system fotowoltaiczny i zmniejszać zależność od sieci. Turbiny wiatrowe można więc postrzegać jako uzupełnienie, a nie główne źródło energii w domu. Sprawdź, jakie cechy mają takie turbiny.
Efektywność małych wiatraków a lokalizacja
Zgromadzone informacje przez IMGW oraz naukowców wykazują, że to położenie ma decydujący wpływ na efektywność małych turbin wiatrowych. Jedynie w niewielkim procencie zbadanych lokalizacji współczynnik wykorzystania energii wiatru w latach 2018–2023 (CF) przekroczył 10%. Najdogodniejsze warunki występowały na wybrzeżu oraz w obszarach górskich – tutaj szczególnie dobrze wypadło miejsce położone na wysokości 1400 m n.p.m.
Specjaliści zaznaczają, że nie można opierać się wyłącznie na ogólnych danych publikowanych przez stacje meteorologiczne, ponieważ często nie oddają one lokalnych warunków. Przed rozpoczęciem inwestycji warto przeprowadzić samodzielne pomiary prędkości wiatru i dopiero wtedy rozważyć, czy w danym miejscu opłaca się zainstalować niewielką turbinę. Należy bowiem pamiętać, że nie tylko moc turbiny wpływa na jej wydajność. W tym artykule wyjaśniamy, w jakich miejscach przydomowe turbiny wiatrowe są najbardziej efektywne.
Skuteczność przydomowych turbin wiatrowych
W Zelandii w Holandii przez cały rok pracowało dziewięć modeli małych wiatraków o mocy od 0,4 do 5 kW na płaskim, wietrznym obszarze. Najmniej wydajny z nich wyprodukował jedynie 73 kWh energii w ciągu roku, natomiast dwa najlepiej działające modele osiągnęły wydajność od 2 100 do 2 690 kWh rocznie. Średnie zużycie energii przez holenderskie gospodarstwo domowe wynosi około 3 400 kWh rocznie. Wyniki eksperymentu pokazały, że do pokrycia zapotrzebowania typowej holenderskiej rodziny potrzeba od dwóch do nawet 47 małych wiatraków, co wiązałoby się z inwestycją od 21 500 do 299 000 euro. Badanie zatem udowodniło, że opłacalność przydomowych turbin wiatrowych często jest uzasadnionym przedmiotem dyskusji.
W brytyjskim badaniu Warwick Wind Trials oceniano wydajność małych turbin w środowisku miejskim. Po przeanalizowaniu danych okazało się, że jedna turbina produkuje średnio 78 kWh rocznie (CF 0,85%), a po wyeliminowaniu usterek przeciętna wydajność powinna wynosić 230 kWh rocznie (CF 4%). Wyniki te nie były imponujące – na podstawie badań można stwierdzić, że w miejscach osłoniętych od wiatru użycie turbin jest nieopłacalne.
Badania naukowców w Polsce i za granicą dowodzą, że małe wiatraki nie bez przyczyny ustępują pola panelom fotowoltaicznym. Mimo że producenci chwalą swoje wiatraki, warto pamiętać, że nawet najlepszy model nie będzie produkował energii tam, gdzie brak jest silnych wiatrów.