5 kW wygląda świetnie w specyfikacji. Dopiero po montażu wychodzi, ile naprawdę produkuje
Turbiny wiatrowe stają się coraz popularniejszym sposobem na produkcje własnej energii elektrycznej. Jednak nie każdy wie, że przykładowe wiatraki 5 kW wcale nie produkują 5 kW energii przez cały czas. Jest to jedynie oznaczenie mocy znamionowej urządzenia, która nie jest stałą produkcji. Dlatego warto wiedzieć, jak wyglądają praktyczne aspekty produkcji prądu.
- Dlaczego turbina 5kW wcale nie produkuje 5 kW prądu?
- Produkcja energii przez wiatrak, a krzywa mocy
- Ile energii może dać wiatrak 5 kW przez cały rok?
Dlaczego turbina 5kW wcale nie produkuje 5 kW prądu?
Wybór mocy turbiny wiatrowej jest bardzo ważny, dlatego warto zapoznać się nie tylko z oznaczeniami producenta, ale i z realnym uzyskiem energii elektrycznej. W praktyce, turbina 5 kW wcale nie oznacza, że inwestor uzyska 5 kW w ciągu każdej godziny pracy systemu. Wynika to z charakterystyki działania turbin wiatrowych.
Najważniejsze staje się zrozumienie, czym jest moc znamionowa. Jest to moc, którą urządzenie może osiągnąć przy określonych warunkach pracy (dobre warunki wiatrowe). Jednak w praktyce nie oznacza to, że wiatrak będzie produkował cały czas taką samą ilość energii elektrycznej.
Gorsze warunki pogodowe sprawiają, że turbiny zaczynają pracować z mniejszą wydajnością, a czasem nawet nie pracują wcale. Podobnie może być przy bardzo silnym wietrze, kiedy to urządzenie może zostać zabezpieczone i zatrzymane, by nie doszło do uszkodzeń. Dlatego samo określenie mocy nominalnej nie gwarantuje danego uzysku energii elektrycznej przez cały czas.
Produkcja energii przez wiatrak, a krzywa mocy
Pewną podpowiedzią dla inwestorów jest krzywa mocy, która określa, ile energii elektrycznej może wytwarzać turbina przy określonych prędkościach wiatru. Jest to jeden z najistotniejszych parametrów pozwalających określić realny uzysk energii przez przyszłą instalację.
Dla przykładu, turbina wiatrowa o mocy znamionowej może produkować 0,3 kW przy prędkości wiatru 4 m/s. Im większa prędkość wiatru, tym efektywniejsza produkcja energii. Tym samym przy wietrze wiejącym z prędkością 5 m/s można uzyskać 0,8 kW, a przy 8 m/s już 3,0 kW. Moc nominalna na poziomie 5,0 kW może być osiągnięta przy sile wiatru wynoszącej 12 m/s.
Tak duże różnice wynikają z faktu, że energia z wiatru rośnie wraz z jego prędkością. Nawet niewielki wzrost prędkości wiatru może oznaczać znacznie lepszy uzysk energii elektrycznej. W związku z tym, turbiny wiatrowe są szczególnie opłacalne w miejscach, w których przez większość roku panują odpowiednie warunki atmosferyczne.
Ile energii może dać wiatrak 5 kW przez cały rok?
Gdyby przemnożyć moc nominalną przez liczbę godzin w roku, otrzymalibyśmy dość imponujący wynik. Instalacja 5 kW pracująca przez 8760 godzin wyprodukowałaby aż 43 8000 kWh energii elektrycznej rocznie. Jednak taki wynik nie jest realny i oznaczałby, że turbina przez cały czas pracowałaby z mocą znamionową.
Znacznie dokładniejszym obliczeniem jest wykorzystanie współczynnika wykorzystania mocy. Parametr określa, jak duża jest średnia produkcja w stosunku do maksymalnej mocy urządzenia. Załóżmy, że średni współczynnik wykorzystania mocy dla turbiny 5 kW wynosi 15 procent. W tym przypadku uzyskujemy wynik 6570 kWh energii elektrycznej rocznie.
W rzeczywistości, realny uzysk energii elektrycznej z turbiny wiatrowej zależy od wielu indywidualnych czynników. Duże znaczenie ma nie tylko sama moc urządzenia, ale i prawidłowy montaż, usytuowanie terenu, a także warunki pogodowe w danej lokalizacji.