Ile prądu naprawdę daje mała turbina wiatrowa przy domu. Mamy konkretne dane
Wiele mitów narosło wokół rzeczywistej wydajności przydomowych turbin wiatrowych. Ile energii mogą one naprawdę generować? Gdzie ich instalacja jest ekonomicznie uzasadniona, a gdzie staną się tylko kosztowną ozdobą? Dane z Polski i z zagranicy pokazują różnorodną efektywność tych turbin.
- Wyzwania dla przydomowych turbin wiatrowych
- Koszty i korzyści domowych turbin wiatrowych
- Optymalne lokalizacje dla turbin wiatrowych
- Opłacalność małych turbin wiatrowych: analiza
Wyzwania dla przydomowych turbin wiatrowych
Posiadanie osobistej turbiny wiatrowej i korzystanie z niej jako jedynego źródła energii to interesująca wizja, jednak obecna sytuacja pokazuje, że jest to prawie niemożliwe. Dlaczego tak się dzieje? Badania z lat 2018–2023 wskazują, że średni współczynnik wykorzystania (CF) dla 173 analizowanych instalacji w Polsce wynosił jedynie 3,75%. Na każde 1 kW mocy małych turbin przypadało przeciętnie 328 kWh uzyskanej energii.
Tylko nieliczne lokalizacje – szczególnie na wybrzeżu Bałtyku – przekraczały 10% CF. Najbardziej wydajne stacje (osiągające nawet 20%) były zlokalizowane bezpośrednio nad morzem. Większa część kraju, zwłaszcza płaskie tereny centralnej i wschodniej Polski, wypadała znacznie gorzej. Nawet w sąsiednich lokalizacjach występowały różne warunki wietrzne, co pokazuje, jak istotne dla funkcjonowania przydomowej turbiny mogą być ukształtowanie terenu czy mikroklimat.
Największym problemem małych turbin wydaje się być znaczna niestabilność produkcji. Dane z lat 2018–2023 wskazują na występowanie powtarzających się okresów prawie 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 wyraźnie poniżej średniej dla tej turbiny w latach 2018–2023. Dzienny rozkład produkcji pokazuje, że małe turbiny są najefektywniejsze w godzinach południowych. Krytycy energii wiatrowej twierdzą, że w tym czasie najlepiej działają również panele fotowoltaiczne, które charakteryzują się znacznie wyższą wydajnością.
Koszty i korzyści domowych turbin wiatrowych
Koszt wytwarzania energii za pomocą przydomowych wiatraków wskazuje, że są one mniej wydajne niż instalacje fotowoltaiczne. Zostało to wykazane przez naukowców z Centrum Modelowania Meteorologicznego IMGW-PIB we współpracy z ekspertami z Politechniki Wrocławskiej, Politechniki Gdańskiej oraz Uniwersytetu Aarhus. Badania pokazały, że nawet w najbardziej optymistycznych okolicznościach minimalny koszt produkcji energii przez taką turbinę wynosi 0,97 zł/kWh, podczas gdy przeciętna cena energii elektrycznej dla gospodarstw domowych to około 0,88 zł/kWh. Oznacza to, że inwestycja w przydomowy wiatrak może się nie opłacać. Zysk z montażu osiągną jedynie te gospodarstwa, które chcą osiągnąć niezależność energetyczną.
Warto jednak zauważyć, że poziom autokonsumpcji w przypadku wiatraków jest wyższy niż przy fotowoltaice i wynosi od 25 do nawet 55%. Dlatego w regionach, gdzie instalacje słoneczne mają trudności zimą, a wiatr jest częstym zjawiskiem, niewielki wiatrak może wspierać system fotowoltaiczny i redukować zależność od sieci. Wiatraki można więc uznać za uzupełnienie, a nie główne źródło energii w domu. Przekonaj się, jakie właściwości mają takie wiatraki.
Optymalne lokalizacje dla turbin wiatrowych
Dane zebrane przez IMGW oraz badaczy pokazują, że lokalizacja ma kluczowy wpływ na wydajność małych elektrowni wiatrowych. Tylko w niewielkim odsetku analizowanych miejsc wskaźnik wykorzystania energii wiatru w latach 2018–2023 (CF) przekroczył 10%. Najlepsze warunki były na wybrzeżu oraz w terenach górskich – szczególnie dobrze wypadło miejsce na wysokości 1400 m n.p.m.
Eksperci podkreślają, że nie można polegać tylko na ogólnych danych z publikacji meteorologicznych, ponieważ często nie są one miarodajne dla lokalnych warunków. Przed rozpoczęciem projektu warto samodzielnie zmierzyć prędkość wiatru i potem rozważyć, czy w danym miejscu opłaca się instalować małą turbinę. Trzeba pamiętać, że nie tylko moc turbiny ma wpływ na jej efektywność. W tym artykule tłumaczymy, gdzie przydomowe turbiny wiatrowe działają najskuteczniej.
Opłacalność małych turbin wiatrowych: analiza
W Zelandii w Holandii przez cały rok działało dziewięć modeli małych wiatraków o mocy od 0,4 do 5 kW na płaskim, wietrznym terenie. Najmniej efektywny z nich wytworzył zaledwie 73 kWh energii w ciągu roku, podczas gdy dwa najbardziej wydajne modele osiągnęły produkcję od 2 100 do 2 690 kWh rocznie. Przeciętne zużycie energii przez holenderskie gospodarstwo domowe wynosi około 3 400 kWh na rok. Wyniki eksperymentu pokazały, że do zaspokojenia potrzeb typowej holenderskiej rodziny potrzeba od dwóch do nawet 47 małych wiatraków, co wiązałoby się z wydatkiem od 21 500 do 299 000 euro. Badanie zatem wykazało, że rentowność przydomowych turbin wiatrowych często jest uzasadnionym tematem do dyskusji.
W brytyjskim badaniu Warwick Wind Trials oceniano efektywność małych turbin w miejskim środowisku. Po przeanalizowaniu danych okazało się, że jedna turbina wytwarza średnio 78 kWh rocznie (CF 0,85%), a po usunięciu usterek średnia wydajność powinna wynosić 230 kWh rocznie (CF 4%). Wyniki te nie były imponujące – na podstawie badań można stwierdzić, że w miejscach osłoniętych od wiatru stosowanie turbin jest nieopłacalne.
Badania naukowców w Polsce i za granicą pokazują, że małe wiatraki ustępują miejsca panelom fotowoltaicznym nie bez powodu. Chociaż producenci chwalą swoje wiatraki, warto pamiętać, że nawet najlepszy model nie będzie wytwarzał energii tam, gdzie brak jest silnych wiatrów.