Przydomowa elektrownia wiatrowa

Przydomowa elektrownia wiatrowa

Przydomowa elektrownia wiatrowa staje się coraz bardziej popularna. Zainteresowanie nimi będzie rosnąć, ponieważ wprowadzono do prawa polskiego Dyrektywę Unii Europejskiej nr 2002/91/WE, która mówi, że w budynkach nowych oraz starych, projektant będzie musiał uwzględnić w dokumentacji budynku zastosowanie energii pochodzącej z Odnawialnych Źródeł Energii (OZE).


Własna elektrownia

Wiatrakiem może być zasilana cała instalacja domowa, samodzielnie bądź z połączonym z ogniwami fotowoltaicznymi. Dodatkowo warto też wyposażyć instalację w baterie akumulatorów, która będzie niezastąpiona w bezwietrzne noce. Ich zadaniem będzie magazynowanie prądu. Gdyby jednak to nie wystarczyło, można w razie potrzeby czerpać prąd elektryczny od lokalnego dostawcy energii elektrycznej.

Wiatrakiem może być zasilana cała instalacja domowa, samodzielnie bądź z połączonym z ogniwami fotowoltaicznymi. Dodatkowo warto też wyposażyć instalację w baterie akumulatorów, która będzie niezastąpiona w bezwietrzne noce. Ich zadaniem będzie magazynowanie prądu.

Gdyby jednak to nie wystarczyło, można w razie potrzeby czerpać prąd elektryczny od lokalnego dostawcy energii elektrycznej. Można wydzielić oddzielny obwód elektryczny, niskonapięciowy, zasilany z akumulatorów, ładowanych turbiną. Ważnym zastosowaniem jest wykorzystanie silnika wiatrowego bezpośrednio do pompowania wody np. ze studni głębinowej lub do wytwarzania ciepła. Gdy jest to obwód prądu stałego, nie trzeba wyposażać go w przetwornicę prądu stałego na zmienny. Zasilimy nim ogrzewanie wody ciepłej użytkowej, oświetlenie, ogrzewanie elektryczne, np. podłogowe – co jest bardzo dobrym pomysłem, gdyż nagrzewa się wtedy gdy jest prąd (wiatr), a ciepło oddaje jeszcze długo później.

Aby podjąć decyzje co do wielkości i typu elektrowni wiatrowej, należy zastanowić się nad zastosowaniem i wykorzystywaniem takiej elektrowni. Wybór powinien zostać poprzedzony badaniami zasobów wietrzności i opłacalności inwestycji. Pomoże na wtedy opina fachowców, np. Europejskiego Centrum Energii odnawialnej EC IBMER.

Działanie elektrowni

Przydomowa elektrownia wiatrowa wytwarza energię elektryczna tylko wtedy gdy wieje wiatr z prędkością większą od prędkości tzw. startowej, poniżej której turbina stoi. Siłę wiatru napędzającą generatory elektryczne wykorzystuje się do wytwarzania energii najczęściej w rejonach nadmorskich, gdzie jego szybkość i częstotliwość występowania pozwala na w miarę równomierną produkcję energii.

Elektrownie z prądnicą prądu stałego mogą zasilać obiekty, jeżeli są wyposażone w regulator napięcia oraz akumulatory do gromadzenia energii. Mają dostarczać prąd przemienny to muszą mieć falownik. Jeśli elektrownie te mają zasilać dom mieszkalny, to wspomniane urządzenia składowe umieszcza się zwykle w pomieszczeniach gospodarczych, garażach itp.

Produkowane obecnie siłownie wiatrowe składają się z trójłopatowego wirnika o osi poziomej, który nastawiany jest na wiatr. Zamocowanego w gondoli stalowej lub kompozytowej, wspartego na wieży stalowej tubularnej lub kratownicowej. Średnice wirników dochodzą do 48 m, wysokość wież od 30 m do 98 m. W gondoli, która automatycznie nastawia się odpowiednio do kierunku wiatru, znajdują się najczęściej: przekładnia główna, hamulec, generator oraz układ automatyki. Gondola automatycznie nastawia się na odpowiedni kierunek, przy prędkości wiatru najczęściej 4 m/s, zsynchronizuje z siecią (z którą jest połączona) i zaczyna pracę.

Umiejscowienie wiatraka

Ważnym problemem jest umiejscowienie elektrowni wiatrowej. Elektrownie wiatrowe wymagają stosunkowo dużej powierzchni, ze względu na wielkość konstrukcji i dlatego lokowane są z dala od większych miejscowości. Elektrownia o mocy 1 MW potrzebuje ok. 1 ha powierzchni ziemi.

Wymagania

Gdy zdecydujemy się na budowę elektrowni, musimy liczyć się z pewnymi formalnościami. Te elektrownie, które mają być trwale związane z gruntem są uważane za obiekty budowlane i podlegają przepisom prawa budowlanego. Wymagane jest uzyskanie pozwolenia na budowę. Wyjątek stanowią urządzenia nieduże i sięgające poza obrys okolicznej zabudowy.

Przyjmując, że praca elektrowni jest całkowicie bezobsługowa, a trwałość konstrukcji określana na około 20 lat. Wydaje się, że powinna to być inwestycja atrakcyjna dla chcących zainwestować w wytwarzanie energii elektrycznej. Tak jednak nie jest, gdyż okres zwrotu zainwestowanych pieniędzy jest dość długi, bo wynosi około 15 lat – w zależności od mocy budowanej elektrowni. Tak długi okres zwrotu wynika z faktu, że moc zainstalowana dla siłowni wiatrowej oznacza, iż będzie ona pracowała z tą mocą niewiele czasu w ciągu roku. Najczęściej będzie to około 25% mocy znamionowej i to niestety w czasie wynoszącym często zaledwie 5000 h w ciągu roku. W odróżnieniu od elektrowni konwencjonalnych lub jądrowych, których dyspozycyjność przekracza często 8000 h na rok przy 100% mocy znamionowej. Dlatego inwestycje w tego typu przedsięwzięcia są nadal bardziej atrakcyjne.

Jednak biorąc pod uwagę skończone zapasy paliwa dla elektrowni konwencjonalnych czy jądrowych oraz problemy ekologiczne. Nie ma odwrotu od coraz powszechniejszego wykorzystania źródeł odnawialnych. Przydomowa elektrownia wiatrowa musi być starannie dobrana lokalizacja, potwierdzona pomiarem warunków wietrznych w okresie dłuższym niż jeden rok. Skorzystanie z różnego rodzaju funduszy wspierających odnawialne źródła energii, a także kredytów preferencyjnych, inwestowanie w tej sferze może być korzystne.