Poradnik inwestora

2017-02-16 20:05:09

Turbiny wiatrowe

Odnawialne źródła energii są znakomitą alternatywą dla paliw kopalnych, przede wszystkim węgla kamiennego. Planując budowę domu energooszczędnego lub pasywnego warto pomyśleć o postawieniu przy nim wiatraka, który dostarczy energii np. do podgrzania ciepłej wody użytkowej.

 

Jak wybrać miejsce pod budowę wiatraka?

W pierwszej kolejności sprawdź, czy w promieniu 100 metrów od planowanej instalacji istnieją naturalne przeszkody ograniczające prędkość wiatru, np. wysokie obiekty lub duże drzewa. Jeśli tak jest, to stawianie w takim miejscu turbiny nie ma sensu.

W Polsce kierunkiem, z którego najczęściej wieją wiatry, jest zachód. W związku z tym istnienie wysokiej góry, a nawet kilkumetrowej skarpy od tej strony wpływa negatywnie na efektywność turbiny. 

źródło: lubiewiatraki.pl

Wysoka ściana od strony wschodniej powoduje odbicia wiatru i zakłóca pracę generatora. Jeżeli ukształtowanie naturalnych przeszkód jest wzdłużne do linii wschód-zachód, to dwa najlepsze miejsca na montaż turbiny wiatrowej znajdują się w skrajnych miejscach takiego przesmyku. Najlepsze efekty uzyskuje się w wąwozach w kształcie siodła, gdzie wiatrak jest montowany w środkowym punkcie. Tam spiętrzają się i kumulują wiatry ze wszystkich kierunków.

Jak widać z powyższego opisu, samodzielnie trudno jest naprawdę dobrze ustalić, czy i gdzie ustawić turbinę wiatrową, dlatego najlepiej zwrócić się w tej sprawie o pomoc do specjalisty. Trzeba się liczyć z tym, że ekspertyza dotycząca planowanego miejsca instalacji będzie usługą odpłatną. Zwykle jednak te koszty są wliczone w wartość instalacji. Warto wydać te pieniądze niż narażać się na postawienie wiatraka w miejscu, które nie gwarantuje efektywności pracy urządzenia.

 

Wiele rozwiązań technicznych, które najlepsze?

Różnice pomiędzy wieloma turbinami wiatrowymi dostępnymi na rynku dotyczą głównie ich mocy znamionowej. Sama moc urządzenia często okazuje się jednak wartością nie dającą się porównać, gdyż w pewnych określonych warunkach wietrzności turbina o mocy np. 500 W może produkować średniorocznie więcej energii niż turbina o mocy nawet 3 kW. Dzieje się tak dlatego, że podwojenie prędkości wiatru przekłada się na ośmiokrotny wzrost energii.

Wyjaśniamy - jeżeli porównamy wiatrak 500 W, uzyskujący swoją moc znamionową przy prędkości 8m/s oraz wiatrak 3000 W, uzyskujący moc znamionową przy prędkości wiatru 12m/s, to okaże się, że przy średniej prędkości wiatru w Polsce dochodzącej do 5,5m/s mniejszy wiatrak częściej będzie uzyskiwał większą moc niż większy wiatrak, który wymaga większej prędkości wiatru.

Chcąc wybrać najlepszą turbinę dla określonej lokalizacji należy przyjąć uśrednione warunki wietrzności w Polsce, czyli prędkość wiatru na poziomie 4,5-5,5 ms i dopiero wtedy porównywać urządzenia.

Istotnym kryterium wyboru są typy elektowni wiatrowych, wśród których rozróżniamy:

  • turbiny o poziomiej osi obrotu, czyli klasyczne, najczęściej z trzema łopatkami
  • turbiny o pionowej osi obrotu, czyli VAWT, wśród których najpopularniejsze są turbiny Savoniusa

pionowa elektrownia, źródło archiwum Air Generator  pionowa elektrownia, źródło archiwum Air Generator 

Najwydajniejsze są elektrownie poziome o klasycznej budowie, które powinny być montowane wszędzie tam, gdzie występują dobre warunki wietrzności i odpowiednie ukształtowanie terenu, a elektrownie o pionowej osi obrotu montuje się w bardziej skomplikowanych lokalizacjach, najczęściej na dachu budynku. Turbiny pionowe zwykle charakteryzują niskie obroty i tym samym nie przenoszą drgań oraz są wyjątkowo ciche.

Jakie możliwości daje zastosowanie turbin wiatrowych o najbardziej typowych mocach? Do czego możemy użyć wyprodukowaną w ten sposób energię?

  • moc 500 W – wystarczy do zasilania odbiorników na działce letniskowej lub jako źródło energii dla pojedynczego urządzenia elektrycznego;
  • moc 1 kW – może wystarczyć do zasilania oświetlenia;
  • moc 2 kW – wystarczy do zaspokojenia wszystkich potrzeb małego gospodarstwa domowego, o ile grzanie wody zostanie wyłączone z instalacji elektrycznej;
  • moc 3 kW - jest wystarczająca przy standardowym gospodarstwie domowym, bez potrzeby wyjątkowego dbania o jak najskuteczniejsze wykorzystanie wyprodukowanej energii;
  • moc 5 kW – umożliwia całkiem swobodne gospodarowanie energią elektryczną i grzanie bieżącej wody;
  • moc 10 kW – pozwala na zasilanie dowolnych odbiorników energii elektrycznej, poza ogrzewaniem budynku;

​W praktyce najpopularniejsze aktualnie są zestawy o mocy od 1kW do 3kW, które mogą wspomagać zasilanie w budynku lub nawet, dzięki systemowi opustów, w praktyce wytworzyć tyle energii żeby w 100% pokryć zapotrzebowanie roczne obiektu. Zwykle przyjmuje się, że wiatrak o mocy 1kW jest w stanie pokryć zapotrzebowanie miesięczne w energię równoważne kosztowo 50zł-130zł (zależnie od warunków lokalnych).

2kW i 3kW proporcjonalnie większe. Ponieważ w większości gospodarstw domowych średnie zapotrzebowanie na energię nie przekracza 200zł miesięcznie widać z tego, że wiatrak o mocy znamionowej 2kW jest sensownym rozwiązaniem. Należy jednakże zaznaczyć tu, że mówimy o instalacji wiatraka w miejscu gdzie wieją wiatry, nie w lesie. Urządzenia o tak małej mocy mogą i zwykle są montowane samodzielnie, co znacząco obniża koszt instalacji. W praktyce sprowadza się to do zmontowania podzespołów na maszcie i wpięcie inwertera do sieci.

Biorąc pod uwagę wcześniejsze rozważania oznacza to, że montując wiatrak o mocy 10kW otrzymamy 3 razy więcej energii niż w przypadku zamontowania 10kW paneli fotowoltaicznych. Jeśli więc zużycie energii w obiekcie jest znaczące, to elektrownia wiatrowa zawsze będzie lepszym wyborem niż równoważna mocą znamionową instalacja fotowoltaiczna. Jeżeli mają Państwo konkretne pytania proszę śmiało pisać.

Co mówią przepisy o przydomowych elektrowniach wiatrowych?

Elektrownie wiatrowe, jako urządzenia infrastruktury technicznej, posiadające fundamenty, w większości wypadków wymagają uzyskania pozwolenia na budowę. Tak stanowi prawo budowlane. Przed montażem przydomowej turbiny wiatrowej należy wystąpić o wydanie warunków zabudowy.

Jeżeli konstrukcja nie jest na stałe związana z gruntem, to może być uznana za tzw. instalację tymczasową. Wystarczy wówczas jedynie zgłoszenie wykonania prac instalacyjnych. Można wiatrak także przymocować do budynku, jeżeli zmieści się w przestrzeni trzech metrów obrysu domu.

Budując nowy dom i tak musisz wystąpić o pozwolenie na budowę, więc w ramach jednej procedury możesz też wpisać wiatrak, jako urządzenie infrastruktury technicznej, do planów budowy. Zgodnie ze znowelizowanym prawem budowlanym, każdy nowy budynek powinien być wyposażony w jakieś odnawialne źródło energii, dlatego nie powinieneś podczas całej procedury napotkać urzędniczych przeszkód. Instalacja wiatraka przydomowego nie może przekraczać wysokości 30 m, nie jest więc wymagane uzyskanie zgody lotnictwa i nie potrzeba robić badań oddziaływania na środowisko.

Do zgłoszenia instalacji do zakładu energetycznego wystarczy podpis elektryka z uprawnieniami SEP do 1kV. W rzeczywistości instalacja wiatraka o mocy znamionowej 1kW odpowiada mocy 3kW instalacji paneli fotowoltaicznych i jest znacznie prostsza. Poza tym mając na względzie tzw. moc zainstalowaną można zgodnie z systemem opustów instalować do 10kW. 

Warto natomiast od razu ubezpieczyć instalację. Już obecnie kilka firm w Polsce oferuje ubezpieczenie takich urządzeń w ramach ochrony budynku.

    Ważne informacje
  • - na co zwrócić szczególną uwagę

  • Na mapy wietrzności przygotowane przez IMiGW, jeśli chcesz dobrze wybrać miejsce na postawienie wiatraka. Dane podane przez Instytut skupiają się na sile i kierunkach wiatru wiejącego na dużych odległościach. Nie wyczytasz z nich nic, co dotyczy miejsca lokalizacji twojego domu. Te badania, jak już wspominaliśmy, warto powierzyć fachowcom.
  • na znajdujące się w okolicy duże przeszkody naturalne (pagórki, drzewa, wzniesienia itp.) oraz budowlane;
  • na parametry turbiny – nie są to moc, ani prędkość startowa, ale wydajność, z jaką elektrownia wiatrowa będzie pracowała najczęściej, czyli przy sile wiatru około 4,5-5,5m/s., bo takie prędkości wiatru głównie występują w Polsce; 



Będzie rewolucja w ogrzewaniu budynków?Naukowiec z Politechniki Gdańskiej opracował innowacyjną technologię. Energią słoneczną, przechowywaną w gruncie, można ogrzewać i ochładzać budynki przez cały rok. Komercjalizacja technologii potrwa jeszcze około dwóch lat, ale już teraz pomysłem interesują się deweloperzy.Przeczytaj >>
Buduj się i nie drażnij sąsiadaPrzepisy mówią, że budowa twojego domu nie musi wiązać się z koniecznością uzyskania zgody sąsiada. Jeśli ściśle do tych przepisów dostosowana jest wielkość działki i projekt w domu. Rzecz w tym, że stan idealny trudno osiągnąć i często z sąsiadem trzeba się liczyć.Przeczytaj >>
Instalacja wodociągowa – wykonaj ją prawidłowoInstalacja wodociągowa to układ przewodów z armaturą w budynku i na terenie nieruchomości, którego zadaniem jest dostarczenie wody dla odbiorcy zgodnie z zapotrzebowaniem o odpowiedniej jakości i określonym ciśnieniu.Przeczytaj >>
Oświetlenie – nowoczesność i nasze przyzwyczajeniaWymiana żarówek nie jest ostatnim krokiem w kierunku oszczędzania energii elektrycznej. Dalszą redukcję rachunków za prąd mogą zapewnić układy sterowania oświetleniem.Przeczytaj >>
Domy energooszczędne i pasywne – fakty i mityBudowa domów energooszczędnych i pasywnych to w budownictwie temat nadal jeszcze nowy. Nie wszyscy znają choćby podstawy ich funkcjonowania. W związku z tym pojawiło się wiele mitów. Przyjrzyjmy się najważniejszym z nich.Przeczytaj >>
Ustawa o OZE dyskryminuje energetykę wiatrowąW projekcie ustawy o OZE pojawił się zapis zakładający, że 100% produkcji energii elektrycznej zadeklarowanej w aukcji podlega rozliczeniu co 3 lata pod sankcją kary. Proponowane rozwiązanie budzi liczne kontrowersje wśród ekspertów oraz inwestorów, którzy podkreślają, że różnice w prognozowanej produkcji energii z wiatru, a tym ile jej się wytwarza w cyklach kilkuletnich, sięgają 15%.Przeczytaj >>