Wiatraki przydomowe – ciekawa alternatywa

Zapotrzebowanie na energię w domu podzielić możemy na cieplną, której możliwości pozyskania jest znacznie więcej, oraz elektryczną. Z tą drugą problem polega na tym, że nie jesteśmy jej w stanie odzyskać bezpośrednio z otoczenia tak, jak w przypadku cieplnej. Pozyskiwanie lub też odzyskiwanie z otoczenia energii cieplnej nie wiąże się z jej konwersją. Możemy bezpośrednio odzyskać ją np. z powietrza wody czy też gruntu stosując nowoczesne, ale zazwyczaj mało skomplikowane urządzenia jak rekuperatory, gruntowe wymienniki ciepła itp. Wytworzenie prądu w oparciu o niewyczerpalne zasoby wiąże się z zastosowaniem paneli fotowoltaicznych lub turbin wiatrowych bądź wodnych.

Warto też zwrócić uwagę na możliwość wykorzystania wiatraków ze względu na Dyrektywę Unii Europejskiej, która mówi, że w nowych budynkach, a także tych poddawanych gruntownym modernizacjom, wymagane będzie zastosowanie odnawialnych źródeł energii. Zgodnie z nową ustawą o OZE, posiadanie źródła energii czerpiącego z zasobów odnawialnych nie będzie wymagało zakładania działalności gospodarczej w przypadku odsprzedawania energii do sieci. Zrezygnowano również z opłaty przyłączeniowej dla instalacji o mocy do 40 kW a co za tym idzie, budowa wiatraków nie tylko zwracać się będzie w postaci taniego prądu, ale także poprzez dochody uzyskane ze sprzedaży.

Elektrownie wiatrowe stosowane w gospodarstwach domowych podzielić możemy ze względu na moc:

– mikro elektrownie, – których moc nie przekracza zazwyczaj 100W. Tego typu elektrownie wykorzystywane są doładowania baterii akumulatorów, na działkach, jachtach. Stosowane są do zasilania części domu lub poszczególnych pomieszczeń

– małe elektrownie – ich moc nie przekracza 5 kW i są w stanie zapewnić energię elektryczna dla gospodarstwa domowego. Ich moc w połączeniu z układem akumulatorów pozwala na zasilenie oświetlenia, sprzętów AGD i RTV.

– duże elektrownie – są w stanie całkowicie zaspokoić zapotrzebowanie gospodarstwa domowego na energię elektryczną. Zwykle posiadają moc pow. 100kW i mają na celu produkować energię, która jest następnie sprzedawana do sieci.

Poza dużymi farmami wiatrowymi, które na pewno każdy z nas widział, istnieją również mniejsze urządzenia do produkcji prądu. Do głównych zalet tych konstrukcji należy praca przy wietrze wiejącym już z prędkością 2m/s, co zwiększa możliwości ich wykorzystania. Te wykorzystywane na potrzeby indywidualne gospodarstw domowych posiadają moc od 100W do 5kW. Oferta firm produkujących przydomowe wiatraki stale się powiększa a ceny urządzeń spadają. Urządzenia podzielić możemy na

  • Urządzenia o poziomej osi obrotu – VAWT – to urządzenia najczęściej spotykane. Niestety ich wadą jest konieczność dobrego ustawienia śmigła względem kierunku wiatru,
  • Urządzenia o pionowej osi obrotu – HAWT – ich wielką zaletą jest to, że pracują bez względu na kierunek wiatru. Można ustawiać je bezpośrednio na budynkach, co eliminuje konieczność wznoszenia masztu. W dodatku posiadają bardzo prostą konstrukcję, co sprawia, że są mało awaryjne. Kolejną ich zaletą jest bardzo cicha praca nawet przy maksymalnej prędkości obrotowej.

   

  eco4globe.com

Najważniejszym elementem pracy elektrowni wiatrowej jest „jakość” wiatru. Wydajność pracy bezpośrednio wiąże się z parametrami wiatru. Wpływ na nią ma przede wszystkim ukształtowanie terenu oraz obiekty znajdujące się w sąsiedztwie. Najlepszą lokalizacją będzie oczywiście płaski teren porośnięty trawą, który nie jest otoczony żadnymi przeszkodami. Zabudowania w sąsiedztwie elektrowni nie tylko obniżają prędkość wiatru, ale także powodują turbulencję. Wpływ na prędkość wiatru ma również wysokość. Im wyżej tym wiatr jest silniejszy, ale również ma bardziej stały charakter. Warto pamiętać, aby przed zdecydowaniem się na postawienie elektrowni wiatrowej zapoznać się ze średnią roczną prędkością wiatru na danym terenie. Średnioroczna prędkość poniżej 2,5 m/s sprawia, że nie opłaca się inwestować w tego typu źródło energii. Ponieważ dla instalacji przydomowych nie opłaca się wykonywać specjalistycznych pomiarów wiatru, poniżej znajduje się mapa obrazująca strefy energetyczne wiatru w Polsce.


Kolejną sprawą, która decyduje o kosztach budowy elektrowni jest rodzaj zastosowanego masztu. O ile turbiny pionowe nie muszą być montowane wysoko a zamiast masztu możemy ustawić je na dachu budynku o tyle standardowe wiatraki powinny być wyżej. Ze względu na wymaganą wysokość poprawiającą parametry pracy turbiny, konieczne jest zastosowanie konstrukcji wynoszącej ją wysoko ponad poziom zabudowań. Należy pamiętać, że konstrukcje stałe, czyli te posiadające fundament wymagać będą pozwolenia na budowę. Dlatego przy wiatrakach stosownych dla domów jednorodzinnych częstą praktyką jest mocowanie ich na konstrukcjach, które nie są na stałe związane z gruntem. Stosuje się konstrukcje stalowe przymocowane systemami odciągowymi, które nie wymagają fundamentu.

Czas zwrotu inwestycji jest niełatwy do przewidzenia. Na wydajność pracy turbiny ma wpływ wiele czynników środowiskowych a ponadto sama turbina to nie koniec inwestycji. Cena osprzętu, a także sposób instalacji urządzenia to dodatkowe koszty, jakie trzeba będzie ponieść, lecz w zależności od preferencji inwestora ich wartość może się różnić. Postaram się zatem oszacować czas zwrotu samej turbiny, który odpowiednio będzie można wykorzystać przy obliczaniu okresu zwrotu całej inwestycji.

Przyjmijmy, że:

-moc turbiny – 5 kW

– koszt zakupu – 14 000 zł

– koszt 1 kWh – 0,55 zł wraz z opłatami stałymi

Warto zauważyć, że jak wiadomo turbina nie będzie pracowała z maksymalną mocą przez cały rok. Czas, w jakim wiatrakiem będą kręcić wiatry o odpowiedniej sile, zależy od jego położenia geograficznego a także od szorstkości terenu oraz wysokości nad poziomem gruntu. Przyjmijmy więc, że okres ten wynosić będzie 20 % dni w roku.

A więc

5 kW x 24 godziny x 365 dni x 0,2= 8 760 kWh – tyle prądu wiatrak wytworzy w ciągu roku

0,55 zł x 8 760 kWh = 4 818 zł – kwota, jaką zaoszczędzimy wciągu roku

 13 000zł / 4 818 zł = zwrot inwestycji po ponad 2,5 roku

Jest to czas zwrotu samej turbiny. Jak łatwo zauważyć przy podniesieniu kosztów inwestycji dwukrotnie, czas zwrotu wydłuży się do 5 lat. Pamiętajmy również, że nowe prawo umożliwia dużo łatwiejsze odsprzedawanie energii do sieci, co niesie za sobą kolejne zyski. Z drugiej strony mimo dużej bezawaryjności, niektóre elementy turbiny zużywają się.W kalkulacji należy również uwzględnić koszty serwisu.

Projekt „Centrum Technologii Energetycznych Powiązania Kooperacyjnego Dolnośląskiego Klastra Energii Odnawialnej” jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego zgodnie z zasadami działania 5.1 Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 2007-2013