Spis treści
Każda inwestycja w przydomową elektrownię wiatrową powinna być poprzedzona profesjonalnym audytem, który uwzględni specyficzne warunki wietrzne danej lokalizacji oraz dokładną analizę potrzeb energetycznych gospodarstwa domowego. Dom jednorodzinny wymaga instalacji turbiny o mocy, co najmniej 2,5 - 3 kW. Te mniejsze oferowane na rynku można potraktować jako gadżety do hobbystycznego wykorzystania, np. do oświetlenia ogrodu lub napędu bramy wjazdowej. Profesjonalne małe instalacje wiatrowe produkujące prąd to duży wydatek. Na szczęście można skorzystać z rządowych programów dotacji. Dla tego typu inwestycji osób prywatnych jest dedykowany program "Moja Elektrownia Wiatrowa".
Zapotrzebowanie na prąd w domu jednorodzinnym
Podstawowym krokiem przed wyborem turbiny jest dokładna analiza rocznego zużycia prądu. Można to zrobić na podstawie rachunków za energię elektryczną, najlepiej z kilku ostatnich lat. Warto je przeanalizować, szczególni jeśli używa się ogrzewania elektrycznego (np. pompa ciepła) zimą i klimatyzatorów latem. Zapotrzebowanie to będzie się diametralnie różnić w zależności od systemu grzewczego zainstalowanego w domu. Roczne zużycie energii elektrycznej w przypadku domu o powierzchni 150 m² dla czteroosobowej rodziny będzie wynosić:
- z ogrzewaniem gazowym, gdzie zużycie prądu jest stosunkowo niskie, ponieważ energia elektryczna zasila głównie sprzęt RTV/AGD, oświetlenie i pompę obiegową centralnego ogrzewania wynosi 2500 - 4 500 kWh,
- z pompą ciepła w zależności od standardu energetycznego budynku i sprawności samej pompy (wyrażonej wskaźnikiem SCOP) to dodatkowo od 3 000 kWh do nawet 8 000 kWh, a więc może wynieść 5 500 - 12 500 kWh,
- z kotłem elektrycznym, co jest najbardziej energochłonną metodą ogrzewania może wynieść za samo ciepło i przygotowanie ciepłej wody 15 000 do 18 000 kWh; doliczając zużycie pozostałych urządzeń przekroczy 20 000 kWh.
Jaką moc turbiny wiatrowej wybrać?
Dobór mocy turbiny nie polega na prostym przełożeniu zapotrzebowania na moc nominalną urządzenia. Rzeczywista produkcja energii zależy od lokalnych warunków wiatrowych – turbina osiąga moc znamionową tylko przy optymalnej prędkości wiatru. W Polsce, dla małych turbin, współczynnik wykorzystania mocy wynosi zazwyczaj od 15% do 25%. Oto szacunkowe moce turbin wiatrowych w zależności od zapotrzebowania:
- dom z ogrzewaniem gazowym (zużycie ok. 4000 kWh/rok) - wystarczająca może być turbina o mocy 2,5 kW do 3 kW. Taka instalacja, w zależności od warunków, może wyprodukować rocznie około 5475 - 6570 kWh, co pozwoli na pokrycie bieżącego zużycia i ewentualne podgrzewanie wody.
- dom z pompą ciepła (przy zużyciu ok. 8000 kWh/rok), warto rozważyć turbinę o mocy 5 kW. Jej roczna produkcja może sięgnąć około 10 950 kWh, co powinno w dużej mierze pokryć zapotrzebowanie zarówno pompy ciepła, jak i pozostałych urządzeń.
- dom z kotłem elektrycznym (zużycie ok. 20 000 kWh/rok) – potrzeba znacznie większej mocy. Turbina o mocy 10 kW może wyprodukować rocznie około 21 900 kWh, co pozwoli na zaspokojenie potrzeb energetycznych takiego domu; takie turbiny są często stosowane w małych gospodarstwach rolnych.
Z takich wstępnych szacunków wynika, że aby zabezpieczyć swój dom w energię elektryczną z przydomowej elektrowni wiatrowej warto zastanowić się nad kupnem turbiny w przedziale mocy 5 – 10 kW. Dokładną wartość wyliczy nam instalator turbiny, który dostosuje odpowiednie parametry dla warunków panujących w danym miejscu. Na wietrzność wpływają różnego typu niuanse, np. różnice w nasłonecznieniu okolic działki o różnych porach dniach, co może wpłynac na zwiększenie lub zmniejszenie prędkości wiatru.
Nadwyżki, magazyn energii i sprzedaż do sieci
Planując gromadzenie nadwyżek energii w magazynie oraz ich ewentualną odsprzedaż do sieci, moc elektrowni musi być wyższa niż zapotrzebowanie domu.
Jeśli inwestor chce posiadać instalacje na własne potrzeby z dodatkowym naddatkiem do zmagazynowania warto dobrać moc turbiny tak, aby w wietrzne dni produkowała nadwyżki, które będą gromadzone w magazynie energii. Pojemność magazynu powinna być dopasowana do mocy turbiny i profilu zużycia energii w domu. Przykładowo, dla turbiny o mocy 5 kW i chęci zapewnienia zasilania na bezwietrzne dni, odpowiedni może być magazyn o pojemności 10 - 15 kW.
W przypadku, gdy inwestor chce dodatkowo sprzedawać nadwyżki w systemie on-grid (instalacja podłączona do sieci) musi pomyśleć o znacznym zwiększeniu mocy instalacji. Na przykład, w domu z zużyciem 8000 kWh, instalacja turbiny o mocy 7,5 kW - 10 kW powinna pozwolić nie tylko na pokrycie własnych potrzeb, ale również na regularną sprzedaż energii do sieci. Dokładne wyliczenia uzyskać można u profesjonalnych instalatorów współpracujących z firmami, które od lat zajmują się tworzeniem tego typu instalacji.
Dobrym rozwiązaniem jest zastosowanie przydomowej elektrowni wiatrowej połączonej z instalacją PV. W naszym klimacie uzupełniają się one w ciągu całego roku - latem łatwiej jest pozyskać energię ze słońca, natomiast zimą z wiatru.
Zobacz także: Domy z pompą ciepła
