Energia wiatru charakteryzuje się znacznym potencjałem, który można wykorzystać w przydomowych elektrowniach wiatrowych. Wiatr napędza śmigła wirnika, które wprawiają w ruch generator prądotwórczy, produkując prąd elektryczny.

W ostatnich latach technologie umożliwiające pozyskanie energii elektrycznej przy użyciu siły wiatru dynamicznie się rozwijają, stając się coraz tańsze i bardziej dostępne. Wybierając turbinę wiatrową dla gospodarstwa domowego, warto zwrócić uwagę na jej moc, całkowity koszt inwestycji oraz wietrzność w miejscu budowy elektrowni.

Jak działają przydomowe elektrownie wiatrowe?

Elektrownie wiatrowe wywarzają energię elektryczną w generatorze, który jest napędzany przez łopatki wirnika. Na turbinę wiatrową składa się wirnik osadzony na wale wolnoobrotowym, którego obroty są przekazywane przez przekładnie do wału szybkoobrotowego i generatora. Przekładnia mechaniczna ma za zadanie zwiększyć prędkość obrotową z 30-80 obr/min na wyjściu z turbiny do 1500-3000 obr/min. Na wyjściu z generatora otrzymuje się energię elektryczną.

Większość produkowanych obecnie elektrowni wiatrowych wykorzystuje układ poziomy z trzema łopatkami. Łopatki mają aerodynamiczny kształt i są wykonane z wysoko przetworzonych komponentów takich jak włókno szklane lub węglowe.

Przydomowe turbiny wiatrowe ‒ jaką moc wybrać?

Moc elektrowni wiatrowej może zależeć od realnego zapotrzebowania na energię elektryczną bądź funduszy, jakimi dysponujemy. Z racji wysokich kosztów elektrowni wiatrowych indywidualni inwestorzy decydują się na mniejsze elektrownie o mocy od 500 do 5000 W. Ich efektywność jest znacznie mniejsza niż w przypadku dużych elektrowni wiatrowych zbudowanych na wysokich masztach, gdzie średnia prędkość wiatru jest znacznie większa niż średnia prędkość wiatru bliżej powierzchni ziemi. Można przyjąć, że przydomowa turbina wiatrowa o mocy:

  • 500 W - stanowi dodatkowe źródło energii, które zasili jedynie drobną elektronikę;
  • 1000 W - wspomoże ogrzewanie c.w.u. lub ogrzewanie energooszczędne;
  • 2000 W - wystarczy na potrzeby standardowego domu letniskowego;
  • 3000 W - zasili drobny sprzęt AGD, oświetli dom, podgrzeje c.w.u.;
  • 5000 W - wspomoże instalację centralnego ogrzewania.

Przydomowe elektrownie wiatrowe ‒ ceny

Koszt przydomowej elektrowni wiatrowej zależy od mocy oraz producenta. Koszt elektrowni współpracującej z siecią energetyczną o mocy 5 kW to wydatek rzędu 30000 zł, 3 kW - około 20000 zł, 2 kW - 13000 zł. W przypadku zestawów współpracujących z akumulatorami jest to odpowiednio 22000 zł za 5 kW, 17000 zł za 3 kW oraz 10000 zł za 2kW. Do kosztów należy doliczyć cenę słupa, montażu oraz transportu, co może dodatkowo wynieść do kilku tysięcy złotych.

Przydomowa turbina wiatrowa ‒ czy to się opłaca?

Produktywność elektrowni możemy obliczyć na podstawie prostej kalkulacji, mnożąc moc turbiny wyrażonej w kW przez wydajność maszyny i liczbę godzin w roku. Dla przykładu dokonano kalkulacji produkcji energii dla 3 kW oraz 5 kW elektrowni wiatrowej przy wydajności na poziomie 10% oraz 20% (wariant optymistyczny). Obliczenia dają wyniki 2628 oraz 5256 kWh dla turbiny 3 kW, oraz 4380 i 8760 kWh dla 5 kW turbiny. Mnożąc podane wartości przez średni koszt 1 kWh energii elektrycznej (ok. 0,55 zł), otrzymujemy teoretyczną cenę zakupu energii elektrycznej. Zgodnie z podaną średnią wartością ceny zakupu 1 kWh otrzymujemy odpowiednio 1445 zł i 2890 zł dla turbiny 3 kW oraz 2409 i 4818 zł dla turbiny 5 kW. Wynika z tego, że okres zwrotu elektrowni wiatrowej o mocy 3 kW wyniesie od 8 do 17 lat dla wydajności 10 oraz 20%, natomiast dla elektrowni 5 kW - od 7 do 15 lat. Jak widać, czas zwrotu inwestycji może być różny w zależności od założonej produktywności turbiny wiatrowej. Dysponując wynikami pomiaru wiatru i danymi producenta dotyczącymi produktywności maszyny, możemy dokładnie wyliczyć produktywność maszyny. Oszczędności w dużej mierze będą zależeć od:

  • poniesionych kosztów zakupu i instalacji przydomowej elektrowni wiatrowej;
  • rodzaju współpracy elektrowni z siecią (z siecią lub na wyspę);
  • kosztu zakupu energii elektrycznej;
  • wietrzności na terenie instalacji elektrowni;
  • możliwości skorzystania z dofinansowania rządowego.

Elektrownia wiatrowa przydomowa ‒ wady i zalety

Elektrownie wiatrowe, podobnie jak inne rozwiązania techniczne, mają swoje wady i zalety. Jakie są plusy wykorzystania przydomowych elektrowni wiatrowych?

  • energia wiatru jest bezpłatna;
  • otrzymujemy stosunkowo szybki zwrot inwestycji (w przypadku elektrowni umieszczonych na terenach o doskonałych warunkach wietrznych);
  • produkcja energii nie jest zależna od pory dnia ani roku, a jedynie od warunków wietrznych;
  • przydomowe turbiny wiatrowe nie zanieczyszczają środowiska naturalnego (nie występuje spalanie i emisja szkodliwych gazów i pyłów do atmosfery);
  • można się częściowo uniezależnić od dostawców prądu;

Do wad przydomowych elektrowni wiatrowych możemy zaliczyć:

  • wysokie wstępne koszty inwestycyjne oraz eksploatacyjne, co sprawia, że energia pozyskiwana z wiatru nie należy do najtańszych;
  • konieczność stosowania akumulatorów energii bądź współpracy z siecią energetyczną;
  • możliwość generowania hałasu;
  • efekt stroboskopowy spowodowany poruszaniem się łopat turbin w blasku słońca.