Czy to się opłaca? Przydomowa elektrownia wiatrowa

Turbina wiatrowa jest relatywnie prostą konstrukcją. Energia elektryczna zostaje wytworzona w generatorze napędzanym przez łopaty wirnika. W warunkach przydomowych najczęściej stosuje się elektrownie o poziomej osi obrotu wirnika. Najważniejszymi elementami są:

• Wirnik- może mieć jeden, dwa lub trzy płaty (najczęściej stosowane). Wirnik znajduje się bezpośrednio na wale wolnoobrotowym, jego obroty są przekazywane do wału szybkoobrotowego poprzez skrzynię przekładniową. Wał szybkoobrotowy łączy się z wałem generatora, z kolei generator, transformator, przekładnie oraz sterowniki znajdują się w gondoli. W naszych warunkach klimatycznych najlepiej sprawdzają się wirniki przystosowane do powolnego obrotu. Ich charakterystyczną cechą jest większa rozpiętość płatów.
• Turbina– to najistotniejszy element, który decyduje o wydajności i mocy całej konstrukcji. Warto pamiętać, że to właśnie turbina odpowiada za pozyskiwanie energii elektrycznej z podmuchów wiatru.
• Generator -zmienia energię kinetyczną ruchu obrotowego wirnika w energię elektryczną. Powinien być dobrze dobrany do turbiny, gdyż optymalne współdziałanie obu tych elementów zapewnia większą sprawność. Generator powinien wytwarzać napięcie znamionowe podczas optymalnej prędkości pracy turbiny wiatrowej. Standardowy generator może przybierać postać prądnicy bądź alternatora.

Małe elektrownia wiatrowa o poziomej osi obrotu wirnika nie wytwarza hałasu ani szkodliwych fal elektromagnetycznych. Może być bezpiecznie umiejscowiona bezpośrednio przy domu, a nawet na dachu.

Niestety polskie prawo nie przewiduje preferencyjnych dopłat do przydomowych turbin wiatrowych. Owszem jest już wsparcie finansowe, ale na razie mogą z niego skorzystać wyłączne firmy. Osoba prywatna musi pokryć wszystkie koszty inwestycyjne z własnej kieszeni. Warto jednak wspomnieć, że dofinansowanie można otrzymać do innego rodzaju źródła energii odnawialnej – kolektorów słonecznych. Tutaj przeczytasz więcej.

Na budowę przydomowej elektrowni wiatrowej nie musisz mieć żadnych pozwoleń. Zwróć jednak uwagę na to, że turbiny są montowane bezpośrednio na konstrukcji nośnej, a budowa niektórych konstrukcji nośnych bezpośrednio związanych z podłożem wiąże się z koniecznością zgłoszenia zamiaru budowy. Dokumentację składa się do urzędu miasta lub gminy. Alternatywą jest ulokowanie instalacji bezpośrednio na domu bądź na wieży z odciągami linowymi. Dom po wybudowaniu ma już niezbędne pozwolenia, a turbina jest traktowana jako zwykłe urządzenie. Z kolei wieże z odciągami linowymi nie są na stałe zespolone z gruntem - ich wzniesienie nie wymaga wypełnienia żadnych formalności.

Taka sama zasada dotyczy produkowania energii elektrycznej. Wytwarzając energię na własny użytek, nie musisz spełniać wymogów formalnoprawnych. Maksymalna moc przydomowej turbiny wiatrowej może wynosić 20 kW.

W założeniach ekonomicznych uwzględniamy koszty wykonania instalacji o mocy 5 kW. Elektrownia będzie pracowała w trybie off grid, czyli w tak zwanym systemie zamkniętym. Nadwyżki prądu będą przekazywane do akumulatorów (pięć dobrych jakościowo modeli ze średniej półki cenowej). Ceny poszczególnych elementów kształtują się następująco:

• Akumulatory o mocy 24 V – 6500 zł
• Generator – 32 000 zł
• Maszt rurowy (do montażu na dachu) – 1000 zł
• Przetwornice (3 szt.) – 2000 zł
• Materiały montażowe – 500 zł.

Powyższe ceny stanowią wartość brutto. Średni koszt wykonania całej instalacji wyniósł 42 000 zł.

Żeby odpowiedzieć sobie na tak postawione pytanie, trzeba obliczyć roczną produkcję energii elektrycznej. Szacuje się, że przydomowa elektrownia wiatrowa w ciągu roku jest w stanie wyprodukować od 10 do 20 proc. nominalnej mocy turbiny pomnożonej przez liczbę godzin w roku. Kalkulacja według takiego wzoru wygląda następująco:

• Założenie minimalne

5 kW x 24 h x 365 dni x 10 proc. = 4380 kW

• Założenie maksymalne

5 kW x 24h x 365 dni x 20 proc. = 8760 kW

Przydomowa turbina wiatrowa o mocy 5 kW jest więc w stanie wyprodukować w ciągu roku od 4380 do 8760 kW. Średnia cena kW to wydatek rzędu 65 gr. Zatem w ciągu roku będziemy w stanie oszczędzić średnio 4270 zł.

Można przyjąć, że inwestycja zwróci się mniej więcej po 10 latach, jednak powyższe wyliczenia są jedynie teoretycznymi rozważaniami. W praktyce okazuje się, że opłacalność inwestycji może być dość wątpliwa. Wszystko zależy od regionu, w którym mieszkasz, od cen dostawcy energii, mocy turbiny oraz od usytuowania elektrowni. Brak dopłat do turbin wiatrowych sprawia, że inwestycja powinna być starannie zaplanowana, a koszty dobrze przeliczone.

Wprawdzie entuzjaści podkreślają, że przydomowa elektrownia wiatrowa to bardzo opłacalne rozwiązanie, a jej żywotność może wynosić nawet kilkadziesiąt lat. Jednak w praktyce trzeba się także liczyć z pewnym ryzykiem (chociażby z wystąpieniem dłuższych okresów bezwietrznych). Cała instalacja nie powinna być traktowana jako jedyne źródło energii elektrycznej, raczej jako system wspomagający. Lepiej będzie zainwestować w turbiny o mniejszej mocy (np. 3kW), które pochłoną znacznie mniejsze koszty inwestycyjne i zmniejszą zależność od lokalnego dostawcy prądu.

Orientacyjna cena budowy małej elektrowni o mocy 3 kW to 22 000 zł (czyli niemal 2-krotnie mniej niż w przypadku turbin o mocy 5 kW.). Niektórzy entuzjaści odnawialnych źródeł energii namawiają do inwestycji w znacznie większe elektrownie w systemie on grid. Wskazują, że nadwyżki prądu można sprzedać i ponosić z tego tytułu dodatkowe oszczędności. Pamiętaj jednak, że system otwarty będzie znacznie większym wydatkiem, a na sprzedaż energii będziesz potrzebować specjalnej koncesji. Obecnie takie rozwiązanie jest opłacalne jedynie dla większych firm, które mogą liczyć na korzystne dopłaty ze strony państwa.

Warto się również zapoznać z innymi możliwościami pozyskania taniej energii elektrycznej do własnego domu. Więcej materiałów na ten temat znajdziesz tutaj.