Turbiny wiatrowe, czyli wiatraki w przydomowych instalacjach

Instalacja fotowoltaiczna pozwala zagospodarować piękną, słoneczną pogodę. W pochmurne dni uzysk energii ze słońca jest jednak niewielki, dlatego warto sięgnąć po inne rozwiązania. Idealnym dopełnieniem fotowoltaiki są turbiny wiatrowe, które wytwarzają prąd również wtedy, gdy panele PV są nieaktywne – po zmroku. Jakie turbiny wiatrowe dla domu wybrać i jak sprawdzają się wiatraki w przydomowych instalacjach?

Czym jest przydomowa turbina wiatrowa?

Turbiny wiatrowe są obecne w Polsce od wielu lat i na dobre wpisały się w krajobraz. Duże wiatraki umiejscawiane są na odludziu, co wynika z przepisów prawa. Odległość od najbliższych zabudowań wynika z wielokrotności wysokości wiatraków. To jednak dotyczy dużych elektrowni wiatrowych, produkujących prąd przemysłowo. Przydomowe turbiny wiatrowe są pozbawione tych wad. Nie zagrażają ptactwu i nie generują hałasu, a generowane moce są znacznie niższe – dostosowane do potrzeb gospodarstwa domowego.

Działanie domowej elektrowni wiatrowej jest wyjątkowo proste. Niewielkie turbiny wiatrowe dla domu zamieniają energię kinetyczną wiatru w energię elektryczną dla domu. Generator prądu napędzany jest za pomocą przekładni, więc do uruchomienia produkcji potrzeby jest znacznie mniejszy podmuch wiatru niż w przypadku dużych wiatraków. Generator działa niczym prądnica, dlatego przed dotarciem do domowej instalacji elektrycznej prąd trafia do falownika. Z tego powodu przydomowe elektrownie wiatrowe są dobrym dopełnieniem instalacji fotowoltaicznych i mogą korzystać ze wspólnych podzespołów. Dotyczy to nie tylko inwertera, ale i magazynów energii.

Przydomowa elektrownia wiatrowa – dopełnienie fotowoltaiki

Jednym z powodów, dla którego warto rozważyć budowę przydomowej elektrowni wiatrowej, jest dywersyfikacja źródeł OZE. Instalacje fotowoltaiczne sprawdzają się w Polsce bardzo dobrze, o czym świadczy ogromna popularność wśród inwestorów, ale mają swoje ograniczenia. Aby panel fotowoltaiczny mógł produkować prąd, muszą na niego padać fotony. Po zmroku, a także w kiepskich warunkach atmosferycznych produkcja jest więc niewielka. Uzależnienie od nasłonecznienia sprawia, że w niektórych warunkach uzysk prądu może być niewystarczający. Szczególne niedobory prądu występują zazwyczaj zimą, gdy sprawność instalacji fotowoltaicznej spada, a zapotrzebowanie na prąd, np. do napędzenia pompy ciepła, wprost przeciwnie – rośnie.

Alternatywą dla dalszej rozbudowy fotowoltaiki jest inwestycja w przydomową elektrownię wiatrową. Oczywiście podmuchy wiatru również nie są stałe, ale występują często w innych scenariuszach. Turbiny wiatrowe mogą działać nocą, a także w czasie wichury, gdy panele pv pozostają bezczynne. Dodatkowo sprawność wiatraków nie spada tak znacząco zimą, gdyż wówczas również występują wietrzne dni. W ten sposób przyjazna dla środowiska energia z wiatru pozwala zwiększać autokonsumpcję w gospodarstwie domowym bez konieczności przechowywania prądu w dużych magazynach.

Turbiny wiatrowe dla gospodarstwa domowego – ile prądu można uzyskać z turbiny wiatrowej?

Podobnie jak w przypadku paneli fotowoltaicznych, tak i moc elektrowni wiatrowych można wyliczyć. W zależności od potrzeb inwestora na posesji może znaleźć się turbina wiatrowa 1kW, pozwalająca podtrzymać działanie najpotrzebniejszych urządzeń, jak i większa turbina wiatrowa 5 kW, która zasili dodatkowe urządzenia AGD. Turbina wiatrowa 10 kW pozwoli nawet na zasilenie domowego ogrzewania, np. pompy ciepła, bufora elektrycznego czy grzejników na podczerwień. Turbiny wiatrowe działają zarówno w instalacjach on-grid, off-grid jak i układach hybrydowych.

Warto jednak pamiętać, że jest to moc szczytowa, osiągana jedynie w sprzyjających warunkach. Największy wpływ na pracę przydomowej elektrowni wiatrowej ma oczywiście sam wiatr, a trudno precyzyjnie oszacować przepływy mas powietrza w skali roku. Stąd też turbiny wiatrowe do domu polecane są raczej jako dodatek do fotowoltaiki, który wesprze ją przy niskim nasłonecznieniu, a nie główne źródło OZE w gospodarstwie. Instalacje fotowoltaiczne w dalszym ciągu pozwalają uzyskać większe korzyści z inwestycji.

Pionowe turbiny wiatrowe – jakie mają zalety?

Największym zaskoczeniem dla osób zainteresowanych własną elektrownią wiatrową jest sama konstrukcja turbiny. Wiatraki w przydomowych instalacjach zupełnie nie przypominają tych, które znamy z pól. Są znacznie mniejsze i smuklejsze, a ich praca jest cicha oraz nie generuje drgań. Stąd też turbiny wiatrowe mogą być montowane na dachu lub na stelażu przytwierdzonym do ściany budynku. Możliwe jest oczywiście zamontowanie wiatraków na gruncie, z dala od domu.

W przydomowych elektrowniach wiatrowych stosowane są dwa typy wiatraków:

• Poziome turbiny wiatrowe (HAWT) – czyli takie, które najczęściej nazywamy wiatrakami. Mają oś w pozycji poziomej i trzy łopaty napędzające prądnicę znajdującą się w niewielkiej gondoli. Dzięki mechanizmowi obrotowemu ustawiają się samoczynnie względem wiatru. Są bardzo wydajne, ale generują nieco więcej szumów niż wiatraki pionowe.
• Pionowe turbiny wiatrowe (VAWT) – na pierwszy rzut oka nie przypominają wiatraka, a antenę, stację pogodową lub maszt radiowy. Mają pionową oś obrotu i łopaty ulokowane dookoła masztu. Dzięki swojej budowie nie wymagają kierowania „pod wiatr” i działają niezależnie od kierunku wiatru. Pionowe turbiny wiatrowe nie zajmują wiele miejsca, dlatego mogą pracować w większym zagęszczeniu niż modele poziome.

Gdzie warto postawić przydomową turbinę wiatrową?

O ile w przypadku fotowoltaiki wyznacznikiem opłacalności jest nasłonecznienie terenu, tak dla turbin wiatrowych należy oszacować potencjał wiatru. Ten zależny jest od regionu, ale nie tylko. W skali makro najbardziej korzystnym terenem do budowy domowej elektrowni wiatrowej jest obszar wzdłuż wybrzeża Morza Bałtyckiego, zbliżony klimatem do Danii czy Holandii. W rejonie Bałtyku siłą napędową wiatraków są nie tylko duże masy powietrza, ale i bryza morska. Występujące w rytmie dobowym powiewy wiatru znane są doskonale każdemu, kto kiedykolwiek spędzał czas na nadmorskich plażach.

Dobrym miejscem na budowę przydomowej elektrowni wiatrowej jest również Suwalszczyzna. Na tym terenie przepływy wiatru bywają równie wysokie, co w regionach nadmorskich. Korzystne warunki występują także na szerokim pasie pomiędzy Poznaniem i Warszawą. Warto jednak pamiętać, że na siłę wiatru wpływają czynniki lokalne. Silne podmuchy wiatru występują m.in. pomiędzy wysokimi budynkami lub w korytarzach przewietrzających miasta, więc umiejscowienie w tych rejonach małej elektrowni domowej może dać doskonałe efekty.

Dlaczego warto zainwestować w turbiny wiatrowe?

Jeśli na Twojej posesji ciągle hula wiatr, przekuj ten mankament w zaletę, która pozwoli Ci zaoszczędzić pieniądze i przyczynić się do ograniczenia emisji CO². Choć małe elektrownie wiatrowe nie są jeszcze tak popularne jak instalacje fotowoltaiczne, wkrótce może się to zmienić. Wynika to nie tylko ze zmiany systemu rozliczeń na net-billing, w których sieć energetyczna nie będzie już pełnić wirtualnego magazynu energii, ale i z ograniczeń w dystrybucji energii. Zbyt duża produkcja prądu z fotowoltaiki w słoneczne dni może prowadzić do przeciążenia niezmodernizowanej sieci dystrybucyjnej, czego konsekwencją jest chwilowe lokalne odłączanie inwerterów w momentach szczytowych. Turbiny wiatrowe działają niezależnie od nasłonecznienia, dlatego nie pogłębiają tego problemu. Panele fotowoltaiczne i wiatraki mogą więc wzajemnie się uzupełniać, wykorzystując przeciwne warunki pogodowe.

Chcesz wiedzieć czy przydomowa elektrownia wiatrowa się opłaca? Jak korzystnie połączyć turbinę wiatrową i fotowoltaikę? Napisz do nas!