Elektrownie wiatrowe, przydatne informacje. Elektrownia wiatrowa.

Jesli zdarzaja ci sie czeste przerwy w dostawie pradu, lub twój dom jest daleko od sieci energetycznej, pomyśl o własnej elektrowni na wiatr.

Przydomowe elektrownie wiatrowe moga słuzyc jako dodatkowe zródło energii, które w pewnym stopniu uniezaleznia od sieci lokalnego dystrybutora energii elektrycznej. Najlepiej sprawdzaja sie jako zasilanie domów „niskoenergetycznych”– bardzo dobrze ocieplonych, które potrzebuja małej ilosci pradu. Elektrownie wiatrowe staja sie coraz bardziej popularne, a zainteresowanie nimi moze w przyszłosci jeszcze wzrosnac,bo do prawa polskiego wprowadzana jest obecnie Dyrektywa Unii Europejskiej nr 2002/91/WE, według której w budynkach nowych oraz starych – gruntownie remontowanych – projektant bedzie musiał uwzglednic w dokumentacji budynku zastosowanie energii pochodzacej z odnawialnych zródeł energii (OZE). Poniewaz elektrownie wiatrowe moga działac praktycznie wszedzie,swietnie nadaja sie do spełnienia tego warunku. Przydomowa elektrownia wiatrowa moze dostarczac prad na potrzeby odbiornika autonomicznego (wydzielonego), czyli działajacego niezaleznie od sieci elektroenergetycznej. Moze nim byc albo:

Wieksze elektrownie wiatrowe (zwane tez siłowniami) przeznaczone sa przede wszystkim do wytwarzania energii, która nastepnie przekazywana jest do sieci elektroenergetycznej. Sa one jednak znacznie drozsze od małych – przydomowych. Wybór wielkosci i typu elektrowni wiatrowej oraz okreslonego rozwiazania zalezy od tego, czemu elektrownia ma słuzyc; powinien tez byc poprzedzony badaniami zasobów wietrznosci i opłacalnosci inwestycji. Najlepiej w tym celu skorzystac zpomocy iopinii fachowców – na przykład z Polskiego Stowarzyszenia Energetyki Wiatrowej (www.visventi.org.pl) lub tez Europejskiego Centrum Energii Odnawialnej EC IBMER (www.ecbrec.pl).

Jak działa elektrownia?

Elektrownie wiatrowe moga wytwarzac energie elektryczna tylko wtedy,gdy wieje wiatr – i to w dodatku z predkoscia wieksza od predkosci tzw. startowej,
ponizej której turbina po prostu stoi. Przydomowe elektrownie wiatrowe sa całkowicie niezaleznymi zródłami energii,wktórych instaluje sie jeden z dwóch rodzajów pradnic:
1) pradu stałego,
2) małe, trójfazowe – asynchroniczne.
Elektrownie z pradnica pradu stałego (najczesciej stosowane) moga zasilac obiekty, jezeli sa wyposazone w regulator napiecia oraz akumulatory do gromadzenia energii ( 2 , 3 ), a jesli maja dostarczac prad przemienny (taki jak w sieci) –musza miec falownik. Jesli elektrownie te maja zasilac dom mieszkalny, to wspomniane urzadzenia składowe umieszcza sie zwykle w pomieszczeniach gospodarczych, garazach itp.

Rodzaje elektrowni

Moc. Ze wzgledu na moc elektrownie wiatrowe dzieli sie na modele „mikro”, „małe” i „duze”. Do zasilania domów stosuje sie głównie dwa pierwsze rodzaje.
Mikroelektrownie wiatrowe to modele ponizej 100 Watów (W) mocy. Uzywa sie ich najczesciej do ładowania baterii akumulatorów stanowiacych zasilanie obwodów wydzielonych – tam, gdzie niema sieci elektroenergetycznej, lub z jakiegos powodu nie chce sie z niej korzystac.Takie elektrownie mozna wykorzystac do zasilania przez akumulatory czesci oswietlenia domu: pojedynczych lamp, a nawet poszczególnych pomieszczen czy urzadzen.
Małe elektrownie wiatrowe to nieco wieksze modele o mocy od 100 Wdo 50 kW.Modele z tej grupy moga zapewniac energie elektryczna w pojedynczych gospodarstwach domowych, a nawet w małych firmach. W warunkach przydomowych najpopularniejsze sa elektrownie 3-5 kW. Moc takich elektrowni, wspomagana energia zmagazynowana w akumulatorach, wystarczy nierzadko do zasilania oswietlenia, układów pompowych, sprzetu i urzadzen domowych.
Duze elektrownie wiatrowe (w praktyce powyzej 100 kW),oprócz tego, ze moga zasilac dom,stosowane sa przede wszystkim do wytwarzania pradu, który sprzedaje sie sieci elektroenergetycznej. Taka elektrownia musi spełniac szczegółowe wymagania lokalnego operatora sieci,potrzebna jest tez oczywiscie jego zgoda na takie przyłaczenie.
Wielkosc. Ilosc energii elektrycznej produkowanej w elektrowni wiatrowej zalezy głównie od predkosci wiatru. Ta z kolei zalezy od wielu czynników – zarówno klimatycznych, jak i zwiazanych na przykład z wysokoscia usytuowania wiatraka (im jest on wyzej, tym wieksza produkcja energii). Współczesne „duze” elektrownie wiatrowe osadza sie na wiezach 70-, 80-, a nawet 100- czy 120-metrowych.Małe najczesciej maja za podstawe maszty od 1,5 m (na dachach) do 15-20 m nad poziomem gruntu.
Podział ze wzgledu na inne kryteria. Podstawowym kryterium podziału elektrowni wiatrowych jest połozenie osi obrotu wirnika, zgodnie z którym rozrózniamy dwa rodzaje elektrowni:

Gdzie postawic wiatrak?

Najlepsza odpowiedzia jest sentencja: „słuchaj ludzi
– kieruj sie rozumem”.
Dostepne atlasy i mapy wietrznosci (3) nalezy traktowac jedynie jako materiały pomocnicze. W budowie małych elektrowni wiatrowych bardziej istotna od atlasów wiatru jest obserwacja i doswiadczenie. Lokalne uwarunkowania oreografii (ukształtowania) terenu moga sprawic, ze nawet w regionie uwazanym za bezwietrzny elektrownia wiatrowa moze byc opłacalna.
Uwarunkowania lokalne. Elektrownia wiatrowa działa najlepiej,gdy strumien wiatru jest laminarny (niezaburzony). Aby wiec zwiekszyc pewnosc, iz struga wiatru docierajaca do wiatraka bedzie miała przepływ bliski idealnemu, odległosci wiatraka od wszelkich przeszkód terenowych (w tym budynków, drzew itp.) powinny spełniac warunki przedstawione na rysunku (4). Jesli wiatrak miałby stac za przeszkoda (domem, drzewem, lasem), to trzeba pamietac, ze za tymi przeszkodami (patrzac w kierunku wiatru) w strefie oznaczonej na rysunku kolorem szaroniebieskim strugi powietrza wiruja. Aby wiec wiatrak działał efektywnie, jego wirnik powinien znajdowac sie poza ta strefa – a sam wiatrak powinien byc albo bardzo wysoki, albo znacznie oddalony od przeszkody (zwykle o odległosc równa około 20 wysokosciom przeszkody). Duzo lepiej, gdy wiatrak ma sie znajdowac przed przeszkoda, bo strefa zawirowan powietrza jest wówczas znacznie mniejsza. Dzieki temu wiatrak moze stac blizej przeszkody i byc znacznie nizszy niz w pierwszej opisanej sytuacji. Umiejscowienie wiatraka przydomowego powinno byc jednak kazdorazowo dobierane do lokalnych warunków i poprzedzone badaniami wietrznosci w danej okolicy.
Zgodnie z zasada przepływu Bernoulliego, zmniejszenie przepływu (scisniecie) wylotu weza ogrodowego powoduje, ze predkosc wody jest wieksza i struga siega dalej. To samo prawidło odniesc mozna do przepływu strugi wiatru – w przeswitach pomiedzy budynkami wiatr jest silniejszy. Umiejetnosc wykorzystania istniejacych uwarunkowan terenowych to warunek opłacalnosci przedsiewziecia.

    Najczesciej wiatraki umieszcza sie obok domu na masztach (słupach) osadzonych w gruncie na fundamencie lub utrzymywanych odciagami.Małe wiatraki mozna tez instalowac na dachu domu,pod warunkiem ze konstrukcja dachu bedzie przystosowana do takiego obciazenia; trzeba to uwzglednic juz na etapie projektowania domu. Ograniczenia. Elektrownie wiatrowe – równiez małe,przydomowe – stanowia zródło hałasu.
    Zgodnie z przepisami* (patrz s. 82) obiekty i urzadzenia stanowiace zródła hałasu nalezy lokalizowac tak, by nie naruszały dopuszczalnych poziomów hałasu. Najcichszymi urzadzeniami sa elektrownie wiatrowe o pionowej osi obrotu,wtym swiderkowe (4).
    Elektrownie przydomowe z reguły spełniaja wymogi wynikajace z ochrony przed hałasem juz w odległosci 20-100 m od budynków mieszkalnych.
    Duze elektrownie wiatrowe moga wymagac oddalenia nawet o 500-800 m. Aby upewnic sie, ze po postawieniu elektrowni sasiedzi nie zaczna nekac inwestora licznymi kontrolami, zaleca sie wykonanie specjalistycznych analiz juz na etapie przygotowania inwestycji.Takie analizy wykonuja na zlecenie chetnych wyspecjalizowane firmy oferujace elektrownie wiatrowe, a takze instytucje zajmujace sie energia wiatrowa.

Ile uzyskamy pradu?

Dobrze dobrana i usytuowana elektrownia wiatrowa moze wytworzyc rocznie taka ilosc energii elektrycznej, jaka odpowiada 10-20% iloczynu mocy nominalnej instalowanej turbiny oraz liczby godzin wciagu roku (24 h×365).Wtak wyliczonej wielkosci uwzglednione sa zarówno okresy bezwietrzne, jak i te, kiedy predkosc wiatru jest mniejsza lub wieksza od tej, przy której elektrownia wiatrowa produkuje moc nominalna. Otrzymany wynik, mimo ze szacunkowy, z pewnoscia pomoze w uzmysłowieniu i urealnieniu oczekiwan.
Szczegółowej oceny produkcji energii dokonac mozna dopiero po uwzglednieniu zasobów wietrznosci w konkretnej lokalizacji oraz własciwosci dobranego typu elektrowni wiatrowej.

Formalnosci

Wymagane zezwolenia. Elektrownie wiatrowe, które maja byc trwale zwiazane z gruntem (maja miec fundament), sa uwazane za obiekty budowlane i podlegaja wszelkim przepisom prawa budowlanego.
Na ich postawienie wymagane jest zatem uzyskanie pozwolenia na budowe. Wyjatek stanowia urzadzenia nieduze i siegajace niewiele poza obrys okolicznej zabudowy, a posadawiane zazwyczaj na masztach z odciagami – na te czesto nie trzeba uzyskiwac pozwolenia na budowe ani ich zgłaszac (ale lepiej upewnic sie co do tego przed rozpoczeciem budowy!).
Aby mozna było sprzedawac nadwyzki energii do sieci elektroenergetycznej, zgodnie z przepisami obowiazujacymi od 1 maja 2004 r.** trzeba uzyskac od Urzedu Regulacji Energetyki specjalne zezwolenie (koncesje) na prowadzenie takiej działalnosci gospodarczej i zarejestrowac te działalnosc w stosownym urzedzie (np. miejskim, gminy lub innym).Niestety, zakres formalnosci wymaganych od potencjalnego producenta czystej energii wiatrowej nie sprzyja popularnosci takich inwestycji w Polsce.
Finansowanie. Wszyscy (takze indywidualne osoby fizyczne) chetni do postawienia przydomowej elektrowni wiatrowej moga skorzystac z pomocyi niskooprocentowanych (nawet 1%) kredytów instytucji finansowych, na przykład Banku Ochrony Srodowiska. Kredyty te według załozen moga byc przeznaczone na zakup lub montaz urzadzen i wyrobów słuzacych ochronie srodowiska.
Fachowa pomoc. Planujac budowe elektrowniwiatrowej,warto skorzystac z pomocy fachowców, którzy odpowiednio dobiora jej typ oraz wielkosc i pomoga przebrnac przez gestwine obowiazujacych przepisów prawnych.