Polacy montują wiatraki w ogródku – rachunki często spadają szybciej niż po PV
Samodzielne wytwarzanie prądu jest atrakcyjną alternatywą dla prądu z sieci lokalnych dostawców. Do tego wykorzystywane są przede wszystkim panele fotowoltaiczne na dachu. Inną możliwością są przydomowe turbiny wiatrowe. Tylko dla kogo jest ta technika, i jakie wymagania? Jedno jest pewne: przydomowa elektrownia wiatrowa podlega innym zasadom i warunkom niż instalacja fotowoltaiczna.
- Jak funkcjonuje przydomowa elektrownia wiatrowa?
- Rodzaje małych elektrowni wiatrowych
- Ile wiatru potrzebuje przydomowa turbina?
- Jakie są zalety i wady przydomowych wiatraków?
- Wiatraki kontra fotowoltaika – co się bardziej opłaca?
Jak funkcjonuje przydomowa elektrownia wiatrowa?
Wobec wysokich i wciąż rosnących cen prądu elektrycznego, samowystarczalność energetyczna jest coraz bardziej pociągająca. Wiele gospodarstw domowych stawia przede wszystkim na siłę słońca. Instalacje fotowoltaiczne uzyskują jednak ok. 80% swojej rocznej produkcji energii w okresie od marca do września. Kto chce być możliwie niezależny również w miesiącach jesiennych i zimowych, potrzebuje dodatkowych rozwiązań. W rejonach wietrznych nasuwa się myśl o wykorzystaniu w tym celu siły wiatru.
Mała elektrownia wiatrowa może być zainstalowana w ogrodzie albo na dachu. Wiatr obraca wirnik, a generator wiatrowy zamienia energię kinetyczną na energię prądu stałego. Ten z kolei jest przetwarzany przez tak zwany inwerter na prąd zmienny, który może być wykorzystany do zasilania urządzeń domowych lub przekazywany do sieci energetycznej.
Rodzaje małych elektrowni wiatrowych
Właściciele domów mogą wybierać pośród rozmaitych wariantów wiatraków. Ogólnie biorąc można je podzielić na dwie grupy: poziome i pionowe turbiny wiatrowe. W pierwszym przypadku wirnik obraca się wokół osi poziomej, w drugim zaś – wokół osi pionowej.
Wiatraki, które znamy z wielkich farm wiatrowych, są z reguły „poziomoosiowe”. Dla małych przydomowych urządzeń stosowane są często rozwiązania z osią pionową. Tego rodzaju „pionowoosiowce” osiągają mniejsze stopnie sprawności, jednak w niektórych lokalizacjach mogą mieć inne zalety. Turbiny o pionowej osi obrotu mają dwóch twórców:
- Turbina Savoniusa
Została wynaleziona w 1922 roku przez fińskiego inżyniera Sigurda Johannesa Savoniusa. Przekrój poziomy wirnika tej turbiny przypomina literę „S”. Posiada zwykle dwie lub trzy łopaty. Charakteryzuje się stałą pracą niezależnie od kierunku wiatru i przy bardzo małych prędkościach wiatru. Nie potrzebuje wysokich masztów, a cicha praca pozwala na instalację nawet na budynku mieszkalnym. Niezawodność i niski koszt równoważą niezbyt wysoką wydajność tej turbiny.
- Turbina Darrieusa
Została opatentowana przez francuskiego inżyniera Georges'a Darrieusa w 1931 roku w dwóch wariantach. W pierwszym wariancie łopaty są proste, w drugim natomiast są wygięte w sposób przypominający obracającą się skakankę – dwie lub trzy długie łopaty wygięte w kształcie pętli „C”. Do zalet tej turbiny należy prostota, brak konieczności budowania wieży i mechanizmu odchylania wirnika. Wadą są częste uszkodzenia mechaniczne na skutek dużej siły działającej na łopaty wirnika oraz konieczność pomocy w momencie rozpoczynania pracy – mają mały początkowy moment obrotowy.
Ile wiatru potrzebuje przydomowa turbina?
Aby wiatrowy generator wytwarzał dostateczną ilość prądu, musi mieć do dyspozycji wystarczającą siłę wiatru. Do praktycznego działania małej turbiny wiatrowej wymagana jest średnia roczna prędkość wiatru na poziomie wirnika rzędu 4 m/s. Poza tym wiatr powinien wiać możliwie ciągle. Nieregularne, krótkie podmuchy raczej nie zostaną przetworzone na energię elektryczną.
Zanim więc zdecydujecie się na montaż turbiny wiatrowej do zaopatrywania domu w prąd, musicie jak najdokładniej zapoznać się z warunkami wietrznymi w Waszej okolicy. Pierwszą wskazówką, czy ten rodzaj elektrowni będzie opłacalny, jest rzut oka na otoczenie. Drzewa i budynki wokół działki mogą znacząco ograniczać siłę wiatru i tworzyć zawirowania. Większość obszarów zabudowanych to nie najlepsze lokalizacje dla turbin wiatrowych. Więcej potencjału mają działki na obrzeżu albo położone całkiem w odosobnieniu. Decydujący jest przede wszystkim swobodny ciąg wiatru z głównego kierunku.
Jakie są zalety i wady przydomowych wiatraków?
Podstawową zaletą wiatraków jest niezależność od kopalnych źródeł energii i generowanie prądu elektrycznego przez wiatr. Energia elektryczna na domowe potrzeby powstaje w sposób absolutnie bezemisyjny. Nie ma niestety rozwiązań idealnych i to również jest pozbawione wad. Przede wszystkim kluczowa jest odpowiednia lokalizacja działki: przeszkody ograniczające swobodne działanie wiatru, zmniejszają wydajność turbiny.
Nie bez znaczenia są też koszty instalacji wiatrowej. Dotyczą one nie tylko zakupu i montażu urządzeń, które są znacznie droższe niż fotowoltaiczne, ale również ich późniejszej konserwacji. Tańsze modele w postaci raczej hobbystycznej nie nadają się do niezawodnej i efektywnej produkcji energii elektrycznej na domowe potrzeby.
Wiatraki kontra fotowoltaika – co się bardziej opłaca?
Popyt na odnawialne źródła energii stale rośnie, a instalacje fotowoltaiczne wysunęły się w tym ekologicznym wyścigu na czoło. Trudno wyobrazić sobie nowe budownictwo bez paneli słonecznych. Technika solarna jest sprawdzona, efektywna i trwała. Możliwe są nawet balkonowe instalacje słoneczne.
Urządzenia wiatrowe przetwarzające siłę wiatru na energię elektryczną do obsługi urządzeń domowych są właściwie dopiero na początku drogi swojego rozwoju. Na dodatek nie wszędzie istnieją odpowiednie lokalizacje do montowania miniwiatraków. Pewnym kierunkiem rozwoju przydomowej energetyki wiatrowej jest jej kombinacja z fotowoltaiką i magazynami energii.