Fotowoltaika z turbiną wiatrową. Czy to się opłaca? Jest na to spora dotacja
Wielu właścicieli fotowoltaiki rozbudowuje swoje instalacje. Od wiosny do jesieni czerpią z nich energię, jednak zimą zwykle produkcja prądu zamiera. Jest sposób na to, by produkować prąd przez cały rok. Rozwiązaniem może być hybrydowa instalacja fotowoltaiki z wiatrakiem i magazynem energii. Na dodatek można dostać na to sporą dotację. Jak to zrobić?
Spis treści
- Energia ze słońca latem, z wiatru zimą
- Fotowoltaika z turbiną wiatrową na dachu. Czy to ma sens?
- Turbina wiatrowa idealnie dopełnia się z fotowoltaiką i magazynem energii
- Sama turbina wiatrowa słabo się sprawdzi
- Ile prądu wyprodukuje przydomowa turbina wiatrowa?
- Turbina wiatrowa pionowa czy pozioma? Która lepsza?
- Na fotowoltaikę z turbiną i magazynem dostaniesz dotację
- Ile kosztuje montaż fotowoltaiki, turbiny wiatrowej i magazynu energii? Ceny
Energia ze słońca latem, z wiatru zimą
Instalacje fotowoltaiczne stały się już w naszej rzeczywistości czymś naturalnym. Na bardzo wielu domach widać panele fotowoltaiczne. Wydajność takiej instalacji oczywiście zależy od wielu czynników, jednak pewne jest, że fotowoltaika ma jedną podstawową wadę w naszym klimacie – zimę. Zimą zwykle produkcja energii z ogniw fotowoltaicznych znacząco spada. Wpływa na to wiele czynników, opady śniegu zalegające na ogniwach, niekorzystny zimą kąt padania promieni słonecznych (słońce jest wiele niżej niż latem) czy często występujące zachmurzenie i wcześniej zapadający zmrok. To sprawia, że energia jest produkowana przez krótszy czas.
Wielu właścicieli domów myśli więc o turbinie wiatrowej, która z pewnością może pracować wydajnie zarówno latem jak i zimą. Jeszcze lepszym rozwiązaniem, dla tych, którzy myślą o rozbudowaniu swoich instalacji lub budowie nowych, jest połączenie dwóch różnych źródeł produkujących energię – ze słońca i z wiatru.
Fotowoltaika z turbiną wiatrową na dachu. Czy to ma sens?
Czy takie rozwiązanie ma sens? Jak się zabrać za realizację takiego projektu? Czy ma to uzasadnienie ekonomiczne. O opinię na ten temat poprosiliśmy eksperta, Piotra Grabowskiego prezesa Fundacji Energii Alternatywnej, praktyka, zajmującego się instalacjami fotowoltaicznymi i turbinami wiatrowymi od 2012 roku.
Instalacja samej turbiny wiatrowej, nawet z dotacją, ma w praktyce niewielki sens. Dopiero w połączeniu z fotowoltaiką i magazynem energii możemy zapewnić sobie całoroczne, darmowe zasilanie w energię elektryczną – uważa Piotr Grabowski.
Turbina wiatrowa idealnie dopełnia się z fotowoltaiką i magazynem energii
Jak podkreśla, przydomowa turbina wiatrowa z magazynem energii to idealne uzupełnienie fotowoltaiki, zwłaszcza rozliczanej w net-billingu (czyli na tzw. „nowych” zasadach) oraz dla wszystkich, którym brakuje energii mimo posiadania fotowoltaiki (nawet rozliczanych na „starych” zasadach).
W net-billingu - (nawet mając nawet cały dach i pół podwórka pokryte panelami fotowoltaicznymi) - przez kilka jesienno - zimowych miesięcy w roku musimy dokupywać energię. Zwłaszcza, jeśli ogrzewamy dom pompą ciepła lub podczerwienią. Za energię odbieraną od prosumentów (głównie latem) dostawca prądu płaci grosze, a tę, którą im sprzedaje drogo.
Lepiej wykorzystać fakt, że zimą w naszym klimacie jest ciemno, zimno i wietrznie.
Czytaj też: Przydomowa turbina wiatrowa - jaka jest lepsza: pionowa czy pozioma? Jaką wybrać - 5 kW czy 10 kW?
Sama turbina wiatrowa słabo się sprawdzi
Jak dodaje Piotr Grabowski, sam pomysł montażu przydomowej elektrowni wiatrowej z dużym magazynem energii jest średnio odkrywczy, ale klucz do sukcesu jest w spięciu go z instalacją fotowoltaiczną - tak, by w czasie gdy słońca jest mało, uzupełnić bilans energetyczny energią z wiatru. Jak dowodzi, przez kilkanaście lat działalności na rynku związanym z instalacjami fotowoltaicznymi i turbinami wiatrowymi udało się mu opracować efektywny system, będący połączeniem tych obu źródeł pozyskiwania energii. Na dodatek dziś bardziej opłacalny, niż zwykle, bo można na niego uzyskać dość sporą dotację.
Polecamy też: Odśnieżanie i mycie paneli fotowoltaicznych - czy to ma sens
Opracowany przez FEA system jest podsumowaniem przeszło 12-to letnich doświadczeń firmy z turbinami wiatrowymi, instalacjami fotowoltaicznymi i alternatywnymi sposobami wytwarzania ciepła. Jest on przeznaczony dla instalacji fotowoltaicznych, które będą wspomagane przez turbinę wiatrową.
Nasza instalacja wykorzystuje klasyczną, prosumencką fotowoltaikę on-grid, nie wprowadzamy do niej żadnych zmian. Dalej nadwyżki energii będą trafiały do sieci publicznej. Oczywiście w pierwszym rzędzie - zwłaszcza w okresach bezwietrznych - fotowoltaika będzie ładowała magazyn energii o pojemności 15 kWh, podłączony do inwertera off-grid o mocy 10 kW. Nadwyżką będzie energia z paneli, której nie zużyjemy w trakcie i która zostanie po naładowaniu magazynu energii. Ładowanie będzie odbywało się w godzinach, gdy cena sprzedawanej przez nas energii oscyluje wokół zera złotych – mówi Piotr Grabowski.
Jak mówi, poprzez ten dodatkowy inwerter - który wchodzi w skład turbiny z magazynem energii - będzie odbywało się zasilanie całego domu, z ogrzewaniem włącznie. Do tego samego magazynu będzie trafiała też cała energia z turbiny wiatrowej, której nie zużyjemy na bieżąco.
Bez magazynu energii turbina nie miała by wielkiego sensu - trudno przecież „zgrać” porywy wiatru z np. oglądaniem telewizora albo załączaniem pompy ciepła. Wykorzystując jednak taki akumulator litowo-jonowy możemy też przez całą dobę ciułać energię z wiatru, wykorzystując każdy jego poryw.
Ile prądu wyprodukuje przydomowa turbina wiatrowa?
Niestety, nie da się - bez trwających kilka miesięcy pomiarów - odpowiedzieć na pytanie, ile energii turbina wyprodukuje. Nawet na tym samym osiedlu, ba - na tej samej działce, wyniki mogą się znacznie różnić, w zależności od konkretnej lokalizacji. Wszelkie „mapy wietrzności” (przy tak małych i nisko umieszczonych turbinach) mają znaczenie tylko statystyczne. Przyjmuje się, że generator wiatrowy o mocy 2 kW wyprodukuje rocznie od 2 tys. do 4 tys. kWh energii elektrycznej. Co ważne - przytłaczającą większość w okresach, gdy fotowoltaika działa bardzo słabo - albo wcale.
Na stronie programu „Moja Elektrownia Wiatrowa” Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska podaje uśrednione, roczne uzyski energii z 1 kW zainstalowanej turbiny wiatrowej:
- słabe warunki atmosferyczno-geograficzne: 1000 kWh,
- średnie warunki: 1500 kWh
- dobre warunki: 2000 kWh. Z doświadczeń FEA wynika jednak, że są to pobożne życzenia urzędników - chyba, że pomiarów dokonywano na... Gubałówce. W realnym świecie dużym sukcesem będzie uzyskanie połowy produkcji energii podanej przez NFOŚiGW.
Inwerter off-grid oznacza, że nie ma znaczenia jaką mamy moc przyłączeniową, nikt nas nie zmusi do rezygnacji z net-meteringu, (jeśli mamy fotowoltaikę działającą na starych zasadach) – dodaje nasz rozmówca. - Dodatkowym plusem jest to, że nasz dostawca energii nawet nie dowie się, ile energii naprawdę produkujemy i zużywamy, więc nie będzie mógł naliczyć żadnych opłat. W ten sposób maksymalnie wykorzystamy autokonsumpcję i ograniczymy pobór energii z sieci do minimum. Oczywiście, zawsze można podłączyć turbinę klasycznie, poprzez inwerter do sieci publicznej jako typową instalację prosumencką. W naszej Fundacji preferujemy turbiny o pionowej osi obrotu (VAWT). Nie dla tego, że są ładniejsze, ale dlatego, że mamy wieloletnie doświadczenie z różnymi turbinami wiatrowymi – mówi.
Turbina wiatrowa pionowa czy pozioma? Która lepsza?
Turbiny o pionowej osi obrotu mają tę wyższość nad popularnymi, poziomymi turbinami HAWT (czyli o poziomej osi obrotu), że nie potrzebują obrotnicy, szczotek - ogólnie mniej w nich elementów, które mogą się zepsuć. Wolniej się też zużywają, bowiem na wyprodukowanie tej samej ilości energii co turbina o poziomej osi obrotu muszą wykonać kilkanaście razy mniej obrotów. To dość istotne zważywszy, że generator takiej turbiny umieszczony jest zwykle na maszcie o wysokości kilku metrów i nawet banalna wymiana szczotek czy łożyska urasta do rangi wyzwania.
Są też cichsze od poziomych, wytwarzają mniej wibracji, pracują niezależnie od kierunku wiatru.
Przy tej samej średnicy łopat są jednak mniej wydajne niż turbiny o poziomej osi obrotu.
Najprostsze rozwiązanie to montaż na dachu lub na maszcie stojącym przy ścianie domu (powiązanym z budynkiem) na szczycie którego montujemy generator. Trzeba pamiętać, że od szczytu kalenicy do najwyższego punktu turbiny nie może być więcej, niż 3 metry. Taka instalacja zwalnia nas od wszelkich wymagań formalnych.
Jeśli górna krawędź turbiny znajdzie się wyżej, tak jak w przypadku wolnostojących elektrowni wiatrowych, trzeba będzie dokonać zgłoszenia budowy, sporządzić plan sytuacyjny, projekt techniczny oraz zapewnić udział kierownika budowy. Trzeba też pamiętać, że odległość usytuowania turbiny od granic działki nie może być mniejsza niż jej całkowita wysokość.
Warto też zwrócić uwagę na to, że turbina niskiej jakości umieszczona na dachu budynku może powodować uciążliwe dla mieszkańców wibracje.
Na fotowoltaikę z turbiną i magazynem dostaniesz dotację
Instalacja, o której mówi Piotr Grabowski w całości kwalifikuje się otrzymania dotacji w ramach programu Moja Elektrownia Wiatrowa i jest wymieniona w regulaminie tego programu.
Ile kosztuje montaż fotowoltaiki, turbiny wiatrowej i magazynu energii? Ceny
Przejdźmy teraz do konkretnych konkretnych wyliczeń, jakie poczyniono w Fundacji Energii Alternatywnej.
Punktem odniesienia jest budynek o powierzchni 120 m2 ocieplony styropianem na ścianach 12 cm, na poddaszu 20 cm, z oknami dwuszybowymi i wentylacją grawitacyjną. Zamieszkiwany stale przez 4 osoby, ogrzewany pompą ciepła powietrze woda. Cena energii kupowanej z sieci to - wraz przesyłem - to złoty dwadzieścia za 1 kWh, natomiast za tę samą kilowatogodzinę energii oddawaną do sieci mieszkańcy otrzymują 40 groszy.
Rozpatrywana instalacja składa się z istniejącej fotowoltaiki 10kWp do której dokładamy turbinę wiatrową 2kW i magazyn energii 15 kWh z inwerterem hybrydowym 10 kW. Szacunkowy koszt brutto takiej instalacji (bez fotowoltaiki!) to nieco ponad 40 000 zł. Z uwzględnieniem dotacji koszt będzie oscylował wokół 20.000 zł.
Gdyby dołożyć do tego koszt fotowoltaiki, łączna cena wyniosła by około 65 000 zł - po odjęciu dotacji całe przedsięwzięcie to nieco ponad 20 000 zł, bo na fotowoltaikę jest osobna dotacja: 6000 zł. Robiąc taką - kompletną - instalację możemy otrzymać w dotacjach maksymalnie 53 000 zł. Ponieważ jednak nie więcej, niż 50 procent poniesionych kosztów, realnie będzie to - w wypadku naszej instalacji złożonej z turbiny, magazynu i fotowoltaiki - kwota zbliżona do 30 000 zł.
Jak widać z wyliczeń w tabeli - w skali roku trzeba będzie dopłacić do interesu niespełna 400 zł - (w cenach z 2024 roku!). W praktyce niewiele więcej, bo dojdą comiesięczne opłaty abonamentowe. Jak na łączne koszty energii elektrycznej, ogrzewania i ciepłej wody - raczej niewiele. Tym bardziej, że niejako gratis otrzymujemy całkiem spory (jak na warunki domowe) magazyn energii i inwerter zasilający dom nawet przy braku napięcia w sieci publicznej. Gdyby kupować całą potrzebną energię z sieci - czyli 6 675 kWh , trzeba by wydać rocznie ponad 8 000 zł - w cenach z 2024 roku. Dla posiadaczy fotowoltaiki (po odjęciu dotacji) koszty te zwrócą się zatem po niespełna 3 latach, dla osób które zaczną od zera, po mniej niż 5 latach – podsumowuje Piotr Grabowski.
Dzięki dotacji, jaką można uzyskać na opisany system połączenia fotowoltaiki z turbiną wiatrową i magazynem energii – jest on dziś bardzo opłacalny finansowo. Bez dotacji, jak twierdzi nasz ekspert, opłaca się mniej, ale ma niepodważalne zalety.
- Nie zawsze przecież chodzi o to, by mieć prąd o 10 groszy tańszy od kupowanego w sieci. Taka instalacja pozwala jednak na to, że także jesienią i zimą mamy alternatywne źródło energii – podkreśla Piotr Grabowski.
