Porady i wskazówki
Wiatraki
Przydomowa turbina wiatrowa – co koniecznie należy wiedzieć

Przydomowa turbina wiatrowa – co koniecznie należy wiedzieć

Spis treści
    elektrownia wiatrowa

    Myślisz o przydomowej turbinie wiatrowej dla swojego domu? To kuszący pomysł – samodzielne wytwarzanie energii elektrycznej za pomocą własnego przydomowego wiatraka. Rzeczywistość jest jednak bardziej złożona i ma specyficzne wymagania, które nie wszędzie można spełnić. Energia z wiatru na własny użytek to nie tylko kwestia chęci, ale także możliwości.

    Na samym początku wyjaśnijmy sobie jedną rzecz: energia z wiatru nie jest dla każdego. Przydomowe turbiny wiatrowe to zdecydowanie niszowy rynek, ograniczony nie tylko przez warunki geograficzne i charakterystykę terenu, ale także dostępność niedrogiej energii z fotowoltaiki.

    Niezależnie od tego, czy jesteś miłośnikiem energetyki wiatrowej, czy po prostu zastanawiasz się nad sposobami obniżenia rachunków za prąd, przeczytaj poniższy artykuł, aby dowiedzieć się, czy, kiedy i jak mała turbina wiatrowa może pomóc w produkcji prądu w domu. Na końcu znajdziesz informacje o produkcji energii z wiatraków na podstawie rzeczywistych przykładów.

    Zobacz, ile kosztuje przydomowy wiatrak dla Twojego domu

    Porównaj bezpłatnie oferty

    Przydomowe wiatraki rządzą się swoimi prawami

    Powszechnym przekonanie dotyczące przydomowych wiatraków jest takie, że skoro instalacja fotowoltaiczna na dachu generuje dużo energii elektrycznej, to pobliska farma wiatrowa wskazuje na wysoki potencjał wiatru. Zatem nawet mini turbina wiatrowa na własnym dachu będzie działać wydajnie. Niestety, nie jest to takie proste!

    Ważne jest, aby zrozumieć, że elektrownia wiatrowa przydomowa podlega własnym zasadom i warunkom. Wydajność elektryczna małej turbiny wiatrowej zależy w dużej mierze od lokalnych warunków wietrzności, które znacznie różnią się od tych panujących na dużych farmach wiatrowych. Podczas gdy duże turbiny wiatrowe są zazwyczaj instalowane na wysokościach, gdzie wiatr jest silniejszy i bardziej stały, sytuacja z przydomowymi wiatrakami na obszarach zabudowanych jest zupełnie inna.

    Na wydajność małej turbiny wiatrowej mają wpływ takie czynniki jak wysokość wiatraka, otaczające budynki i topografia terenu. W obszarach miejskich i innych gęsto zabudowanych (obszary mieszkalne) turbulencje i nierównomierne prądy wiatrowe mogą znacznie ograniczyć wydajność małej turbiny wiatrowej.

    Odpowiednia lokalizacja przydomowego wiatraka

    Wybór lokalizacji jest kluczowy, jeśli chodzi o instalację przydomowej turbiny wiatrowej. Wiele osób zadaje sobie pytanie: „Jak sprawdzić, czy mała turbina wiatrowa ma dla mnie sens?”.

    Odpowiedź leży przede wszystkim w analizie lokalizacji. Małe turbiny wiatrowe wymagają swobodnego przepływu wiatru, najlepiej z głównego kierunku wiatru, który w Polsce często pochodzi z zachodu.

    W celu zapewnienia wydajnej pracy, istotne jest, aby lokalizacja oferowała niezakłócony widok w tych kierunkach na przestrzeni co najmniej 200 metrów. Drzewa, budynki lub inne przeszkody mogą znacznie zakłócić przepływ wiatru, a tym samym zmniejszyć wydajność systemu. Wymóg ten często nie jest spełniany w szczególności w obszarach miejskich lub gęsto zabudowanych obszarach mieszkalnych, ponieważ warunki wietrzności są poważnie zakłócane przez otaczające budynki.

    Ogród, balkon czy dach: gdzie zainstalować małą turbinę wiatrową?

    Pytanie, gdzie najlepiej zainstalować małą turbinę wiatrową, jest kluczowe. Wiele osób początkowo myśli o balkonie lub dachu swojego domu, ale czai się tu ryzyko i ograniczenia techniczne.

    Instalacja mini turbiny wiatrowej na balkonie nie jest zalecana z kilku powodów. Oprócz zagrożenia bezpieczeństwa związanego z bardzo szybko obracającym się wirnikiem, zwłaszcza jeśli w pobliżu znajdują się ludzie, warunki wietrzności na balkonach są często nieoptymalne. Wiatr jest blokowany przez otaczające konstrukcje i powoduje turbulencje, co znacznie zmniejsza wydajność systemu.

    Podobne problemy występują w przypadku instalacji małej turbiny wiatrowej na dachu. Oprócz potencjalnego przenoszenia hałasu przenoszonego przez konstrukcję, warunki wiatrowe w pobliżu dachu są zwykle nieodpowiednie do efektywnego wytwarzania energii elektrycznej. Na obszarach zabudowanych warunki wietrzności są zazwyczaj niewystarczające do wydajnej pracy małej turbiny wiatrowej.

    Optymalnym rozwiązaniem jest instalacja przydomowej turbiny wiatrowej na wolnostojącym maszcie na posesji. Pozwala to na swobodniejszy przepływ wiatru i minimalizuje ryzyko zaburzeń przepływu wiatru.

    Jaka jest wydajność przydomowej turbiny wiatrowej?

    Teoretyczna wydajność turbiny wiatrowej dla domu jest decydującym kryterium dla wielu właścicieli domów. Aby uzyskać realistyczne oszacowanie, często stosuje się porównanie z instalacjami fotowoltaicznymi. W Polsce przyjmuje się średnią produkcję energii z fotowoltaiki w wysokości 1.000 kilowatogodzin (kWh) energii elektrycznej na kilowat zainstalowanej mocy rocznie.

    A co z małymi turbinami wiatrowymi?

    W wietrznych lokalizacjach małe turbiny wiatrowe mogą osiągać podobną wydajność na kilowat mocy jak systemy solarne. W bardzo dobrych lokalizacjach, na przykład w pobliżu wybrzeża, przydomowe wiatraki mogą dostarczać nawet dwa razy więcej energii elektrycznej na kW mocy niż fotowoltaika. Mała turbina wiatrowa o mocy 5 kilowatów (kW) może wyprodukować do 10.000 kWh energii elektrycznej rocznie w takich lokalizacjach.

    Należy jednak pamiętać, że wiele prywatnych posesji nie ma wystarczającego potencjału wietrzności. Na obszarach mieszkalnych, gdzie wiatr jest słabszy, wydajność jest znacznie niższa. W takim przypadku mała turbina wiatrowa o mocy 5 kW może generować zaledwie 200 kWh rocznie lub nawet mniej! Biorąc pod uwagę koszty inwestycji w dobrej jakości małą turbinę wiatrową, koszt wytworzenia kilowatogodziny energii elektrycznej byłby bardzo wysoki.

    Czy na mojej działce jest odpowiednia wietrzność?

    Czy na mojej posesji wiatr wieje wystarczająco, aby montować wiatrak przydomowy? Jest to kluczowe pytanie, na które nie zawsze łatwo odpowiedzieć. Wietrzność może się znacznie różnić na obszarze zaledwie kilku kilometrów ze względu na wpływ lokalnego ukształtowania terenu na przepływ wiatru. Można podjąć jednak działania, aby odpowiedzieć na powyższe pytanie.

    Najwyższe średnie prędkości wiatru w Polsce występują zazwyczaj wzdłuż wybrzeża, oraz w górach, jednak można znaleźć inne obszary o odpowiednich zasobach wiatru, aby projekt przydomowego wiatraka był ekonomicznie opłacalny.

    Najlepiej, jeśli można zbierać dane dotyczące wiatru w miejscu docelowego montażu małej turbiny wiatrowej. Pomiar danych na miejscu (za pomocą stacji wiatrowej rejestrującej dane) wiąże się jednak z dodatkowymi kosztami, zwłaszcza jeśli chcemy dokonywać pomiaru na takiej samej wysokości jak docelowa wysokość turbiny i gromadzić dane przez co najmniej jeden rok.

    Zakup turbiny wiatrowej do domu – na co zwrócić uwagę?

    Przy zakupie mini turbiny wiatrowej kluczowe znaczenie mają jakość i niezawodność. Wysokiej jakości, odporna na burze turbina wiatrowa to znacząca inwestycja i ważne jest, aby rozważyć jej koszt w kontekście oczekiwanej żywotności i wydajności. Średnio jeden kilowat mocy zainstalowanej małej turbiny wiatrowej kosztuje zwykle przynajmniej kilkanaście tysięcy złotych. Tak więc turbina o mocy 4 kilowatów kosztowałaby około 50.000 – 60.000 zł.

    Kuszące jest szukanie tańszych alternatyw, ale zalecana jest ostrożność. Tańsze modele w postaci prostych hobbystycznych turbin wiatrowych są rozczarowujące pod względem jakości i trwałości i raczej nie nadają się do niezawodnej produkcji energii elektrycznej.

    Jak rozpoznać dobrą małą turbinę wiatrową?

    Ważnym wskaźnikiem są niezależne, pozytywne referencje i opinie klientów, które nie pochodzą bezpośrednio od producenta. Fora i niezależne raporty z testów mogą dostarczyć cennych informacji. Należy również uważać na obietnice reklamowe. Na rynku istnieją wątpliwi dostawcy, którzy deklarują nierealistyczne obietnice. To sprawia, że mini turbina wiatrowa na dachu w środku dzielnicy mieszkaniowej staje się wiatrakiem, który jest daleki od rzeczywistości.

    Turbina wiatrowa do użytku domowego o mocy 10 kW?

    Wybór odpowiedniej mocy znamionowej turbiny wiatrowej do samodzielnego zasilania jest bardzo ważny.

    W przypadku prywatnych gospodarstw domowych sensowne są systemy o maksymalnej mocy 10 kW. Turbina wiatrowa o mocy 10 kW może być przydatna dla gospodarstw domowych o bardzo wysokim zużyciu energii elektrycznej, na przykład jeśli roczne zużycie energii elektrycznej przekracza 10.000 kilowatogodzin.

    W przypadku większości gospodarstw domowych, w których zużycie energii elektrycznej nie przekracza tej wartości, zwykle wystarczają mniejsze systemy o mocy znamionowej około 5 kilowatów.

    Ważne jest, aby dokładnie przeanalizować własne zużycie energii elektrycznej i odpowiednio dobrać turbinę wiatrową, aby osiągnąć optymalną równowagę między kosztami i korzyściami. Biorąc pod uwagę ceny sprzedaży energii z OZE oraz ceny zakupu prądu z sieci, jedynie autokonsumpcja energii elektrycznej jest ekonomiczna.

    Wniosek: lokalizacja nieruchomości ma kluczowe znaczenie

    Montaż turbiny wiatrowej w gęsto zabudowanym obszarze mieszkalnym w wielu przypadkach nie będzie opłacalną inwestycją. Wysokie koszty montażu są często nieproporcjonalne do niskiej wydajności w kilowatogodzinach, jakiej można oczekiwać w takich warunkach.

    Małe turbiny wiatrowe mogą wykorzystać swój pełny potencjał przede wszystkim na obszarach wiejskich, gdzie mają dostęp do swobodnego przepływu wiatru z głównego kierunku. Wówczas mogą być efektywnie eksploatowane i oferują ekonomiczny sposób wytwarzania energii elektrycznej. Bardzo dobre uzupełnienie instalacji fotowoltaicznej.

    Ważne jest, aby zachować realistyczne oczekiwania wobec turbiny wiatrowej i podjąć świadomą decyzję w oparciu o lokalizację i okoliczności. Energia wiatrowa dla własnego domu może być doskonałym uzupełnieniem produkcji energii, ale tylko wówczas, gdy spełnione są odpowiednie warunki.

    Zobacz, ile kosztuje przydomowy wiatrak dla Twojego domu

    Porównaj bezpłatnie oferty

    Przydomowa elektrownia wiatrowa – rzeczywisty przykład

    Na Politechnice Białostockiej w 2015 r. zamontowano dwie turbiny wiatrowe: jedną o poziomej i jedną o pionowej osi obrotu. Obie zamontowano na masztach o wysokości 15 m. Politechnika Białostocka znajduje się w obszarze zabudowanym, więc przepływ wiatru jest zaburzony przez okoliczne budynki.

    Na wykresie poniżej pokazano średnie ilości energii wyprodukowanej przez obie przydomowe turbiny wiatrowe na przestrzeni lat 2015 – 2023:

    ile prądu produkuje przydomowa turbina wiatrowa
    Przydomowa turbina wiatrowa 5 kW o osi poziomej i pionowej – produkcja energii w poszczególnych miesiącach

    Jak widać wielkości produkcji energii nie są oszałamiające. W przypadku wiatraka 5 kW o poziomej osi obrotu roczna produkcja wynosi 360 kWh, natomiast wiatrak o pionowej osi obrotu produkuje 220 kWh rocznie. Dla porównania, instalacja fotowoltaiczna 5 kW w kierunku południowym produkuje ok. 5.000 kWh rocznie.

    Warto również zwrócić uwagę na różnicę w uzyskach pomiędzy turbiną o poziomej i pionowej osi obrotu. Wiatrak o poziomej osi obrotu wyprodukował ponad 60% energii więcej niż wiatrak o pionowej osi obrotu.

    Dodatkowo, w 2017 przeprowadzono badania porównawcze ww. małych wiatraków oraz dodatkowego wiatraka o osi poziomej – takiego samego jak wcześniej zamontowany – również o mocy 5 kW, który został zainstalowany na wysokości 25 m nad ziemią (maszt miał 10 m, ale zamontowany był na dachu jednego z budynków). Badania porównawcze przeprowadzono w wybrane dni roku 2017 – szczegóły znajdują się w opracowaniu. Podsumowanie produkcji energii z poszczególnych turbin wiatrowych wygląda następująco:

    Typ turbinyWysokość nad ziemiąProdukcja energii
    Pozioma oś obrotu25,20 m148 kWh
    Pozioma oś obrotu15,27 m77 kWh
    Pionowa oś obrotu15,61 m38 kWh
    Energia wytworzona przez poszczególne wiatraki podczas testów porównawczych

    Autorzy w podsumowaniu napisali: „Zaobserwowano wiele dni, w których produkcja energii w elektrowniach EW1 i EW2 (turbiny na wysokości 15 m) była na zerowym poziomie, natomiast turbina IET (wiatrak na wysokości 25 m) wytworzyła niewielkie ilości energii. W efekcie lepszego usytuowania elektrowni na dachu budynku, widoczne są efekty w produkcji energii nawet w dni, w których występują słabe wiatry. Różnice między ilością energii wytworzonej przez bliźniacze turbiny zmniejszają się, gdy panują dobre warunki wiatrowe, a generacja energii we wszystkich rozpatrywanych elektrowniach utrzymuje się na wysokim poziomie.

    Wyraźnie widoczny jest wpływ wysokości, na jakiej zamontowano wiatraki: turbina zamontowana 25 m nad ziemią wytworzyła w analizowanym okresie ponad 90% więcej energii niż identyczna turbina zamontowana na wysokości 15 m. Trzeba jednak dodać, iż odległość pomiędzy nimi wynosi 200 m co również mogło mieć wpływ na wielkość produkcji energii elektrycznej.

    Skorzystaj z formularza kontaktowego