Na papierze miało działać idealnie. A jak wyszło w praktyce? Oto cała prawda o wiatrakach przy domu
Wokół realnej wydajności przydomowych wiatraków wciąż krąży wiele mitów. Ile energii naprawdę potrafią wyprodukować? Gdzie opłaca się je instalować, a w jakich miejscach będą co najwyżej kosztowną dekoracją? Dane z polskich i zagranicznych źródeł pokazują, że wydajność takich turbin jest zróżnicowana.
- Jaka jest efektywność małych turbin wiatrowych?
- Czy montaż przydomowego wiatraka może być opłacalny?
- Gdzie małe wiatraki sprawdzają się najlepiej?
- Osiągi małych turbin ze świata – czy wypadają lepiej niż te w Polsce?
Jaka jest efektywność małych turbin wiatrowych?
Mieć własny wiatrak i korzystać wyłącznie z prądu generowanego przez taką turbinę – to wspaniała wizja, ale doświadczenia pokazują, że aktualnie jest to praktycznie niemożliwe. Dlaczego? Badania z lat 2018–2023 pokazują, że średni współczynnik wykorzystania mocy (CF) dla 173 analizowanych polskich instalacji wynosił zaledwie 3,75%. Na 1 kW mocy małych turbin przypadało przeciętnie 328 kWh uzyskanej energii.
Tylko nieliczne lokalizacje – głównie na wybrzeżu Bałtyku – przekraczały 10% CF. Najlepsze stacje (z wynikiem nawet 20%) znajdowały się bezpośrednio przy morzu. Większość kraju, szczególnie nizinne tereny centralnej i wschodniej Polski, wypadały znacznie słabiej. Nawet w sąsiadujących lokalizacjach występowały różne warunki wietrzne, co pokazuje, jak duży wpływ na pracę przydomowej turbiny może mieć topografia terenu czy mikroklimat.
Największym problemem małych turbin wydaje się duża zmienność produkcji. Dane z lat 2018–2023 wskazują na występowanie powtarzających się okresów niemal zerowej produkcji energii spowodowanych słabymi warunkami wietrznymi. Niewielka turbina zlokalizowana w Rozewiu w maju 2018 roku osiągnęła fatalny wynik – 70 kWh/kW, czyli znacznie poniżej średniej dla tego wiatraka w latach 2018–2023. Dzienny profil produkcji pokazuje, że małe turbiny wykazują największą efektywność w godzinach południowych. Przeciwnicy energii z wiatru uważają, że w tym okresie najlepiej działają także panele fotowoltaiczne, które charakteryzują się zdecydowanie wyższą efektywnością.
Czy montaż przydomowego wiatraka może być opłacalny?
Koszt produkcji energii z przydomowych wiatraków potwierdza tezę głoszącą, że są to urządzenia mniej wydajne niż fotowoltaika. Udowodnili to naukowcy z Centrum Modelowania Meteorologicznego IMGW-PIB wraz z partnerami z Politechniki Wrocławskiej, Politechniki Gdańskiej i Aarhus University. Wykazali oni, że nawet w optymistycznym scenariuszu najniższy koszt produkcji dla takiej turbiny to 0,97 zł/kWh, przy średniej cenie energii elektrycznej dla gospodarstw domowych na poziomie ok. 0,88 zł/kWh. Oznacza to, że inwestycja w przydomowy wiatrak może się nie zwrócić. Na instalacji skorzystają jedynie gospodarstwa, którym zależy na osiągnięciu niezależności energetycznej.
Należy jednak wspomnieć, że poziom autokonsumpcji w przypadku wiatraków jest wyższy niż przy fotowoltaice i sięga od 25 do nawet 55%. Właśnie dlatego w regionach, gdzie panele nie radzą sobie zimą, a wiatr wieje częściej, mała turbina może uzupełniać system fotowoltaiczny i zmniejszać zależność od sieci. Wiatraki można więc traktować jak dopełnienie, a nie główne źródło dostarczające energii w domu. Sprawdź, czym charakteryzują się takie turbiny.
Gdzie małe wiatraki sprawdzają się najlepiej?
Dane zebrane przez IMGW i pracowników akademickich pokazują, że to lokalizacja decyduje o efektywności małych wiatraków. Tylko w kilku procentach przeanalizowanych przez nich miejsc współczynnik wykorzystania mocy wiatrowych w latach 2018–2023 (CF) przekroczył 10%. Najlepsze warunki panowały na wybrzeżu, ale też w rejonach górskich – w tym przypadku doskonale wypadła lokalizacja położona na wysokości 1400 m n.p.m.
Eksperci podkreślają, że nie można polegać wyłącznie na ogólnych danych publikowanych przez stacje meteorologiczne, bo one często nie oddają lokalnych warunków. Przed podjęciem inwestycji warto przeprowadzić własne pomiary prędkości wiatru i dopiero wtedy przeanalizować, czy w danej lokalizacji warto postawić niewielką turbinę. Trzeba bowiem pamiętać, że nie tylko moc wiatraka wpływa na jego wydajność. W tym artykule tłumaczymy, w jakich lokalizacjach przydomowe turbiny wiatrowe są najbardziej wydajne.
Osiągi małych turbin ze świata – czy wypadają lepiej niż te w Polsce?
W holenderskiej Zelandii dziewięć modeli małych turbin o mocy od 0,4 do 5 kW pracowało przez cały rok na płaskim, wietrznym terenie. Najsłabszy z nich wyprodukował zaledwie 73 kWh energii w ciągu roku, a osiągi dwóch najlepszych modeli wynosiły 2 100–2 690 kWh na rok. Przeciętne holenderskie gospodarstwo domowe zużywa około 3 400 kWh energii w ciągu roku. Zgodnie z wynikami eksperymentu, do zaspokojenia zapotrzebowania typowej holenderskiej rodziny potrzebnych byłoby od dwóch do nawet 47 małych wiatraków, a koszt takiej inwestycji wyniósłby od 21 500 do 299 000 euro. Badanie pokazało więc, że opłacalność przydomowych turbin wiatrowych bywa słusznie podważana.
Brytyjskie badanie Warwick Wind Trials polegało na sprawdzeniu wydajności niewielkich turbin w warunkach zabudowy miejskiej. Po analizie wyników okazało się, że jedna turbina wytwarza średnio 78 kWh/rok (CF 0,85%), a po wykluczeniu wszelkich usterek przeciętne osiągi powinny wynosić 230 kWh/rok (CF 4%). Nie były to wyniki imponujące – na podstawie tych badań można wywnioskować, że w terenach osłoniętych od wiatru wykorzystywanie turbin przynosi straty.
Badania naukowców w Polsce i za granicą pokazują, że małe wiatraki nie bez powodu przegrywają z panelami fotowoltaicznymi. Chociaż producenci zachwalają swoje turbiny, to należy pamiętać, że nawet najlepszy model nie będzie wytwarzał energii w miejscach, gdzie nie ma silnego wiatru.