Przydomowe turbiny wiatrowe są zaraz po fotowoltaice jednymi z najbardziej powszechnych źródeł energii odnawialnej. W regionach, gdzie średnia roczna prędkość wiatru utrzymuje się na poziomie 5–46m/s i więcej, taka mikroinstalacja może realnie zmniejszyć zużycie energii elektrycznej z sieci.
Tę formę OZE potocznie opisuje się jako „energia z wiatru”. W rzeczywistości, choć to właśnie ruch powietrza odpowiada za napędzanie łopat turbiny, cały proces produkcji energii elektrycznej jest nieco bardziej złożony. Sam podmuch powietrza nie wystarczy – potrzebna jest odpowiednia technologia, która pozwoli przekształcić energię kinetyczną wiatru w energię elektryczną gotową do użytku.
Turbiny wiatrowe – jakie są rodzaje?
Turbiny wiatrowe można podzielić na dwa podstawowe typy – z poziomą osią obrotu (HAWT) oraz z pionową osią (VAWT). To, w którą stronę ustawiona jest oś wirnika, ma duży wpływ na sposób działania całego systemu.
Najczęściej spotykane są turbiny poziome. Stanowią zdecydowaną większość instalacji, zarówno tych dużych, jak i przydomowych. Ich popularność wynika z dobrej wydajności, prostszej obsługi i większej sprawdzalności w różnych warunkach.
Turbiny pionowe to natomiast bardziej niszowe rozwiązania. Ich udział stanowi około 5% wszystkich przypadków na świecie. Mają kilka ograniczeń, takich jak niższa sprawność czy trudniejszy rozruch, w zamian ich praca generuje mniejszy hałas. W Polsce można je spotkać w formie turbin Darrieus’a i Savonius’a, choć najczęściej występują w nietypowych lokalizacjach lub jako rozwiązania eksperymentalne.
Wbrew pozorom nie każda turbina pozioma wygląda tak samo. Urządzenia te różnią się liczbą i profilem łopat, szybkością obrotu czy też sposobem ustawienia względem wiatru. W warunkach domowych najczęściej wybiera się modele z trzema łopatami, ustawione przodem do wiatru – tzw. turbiny dowietrzne. To rozwiązanie najlepiej sprawdza się w praktyce i łączy prostotę z efektywnością.
Zasada działania turbiny wiatrowej
W skład przydomowej instalacji wiatrowej wchodzą takie elementy jak turbina, falownik, licznik dwukierunkowy oraz odpowiednie okablowanie. Całość działa podobnie jak fotowoltaika, a sposób podłączenia do domowej sieci jest niemal identyczny.
Najważniejszym elementem układu jest oczywiście turbina, a konkretniej wirnik z łopatami. To właśnie one jako pierwsze reagują na wiatr, a świadczy o tym ich nieprzypadkowy kształt. Specjalny profil aerodynamiczny pozwala wytworzyć siłę nośną, podobnie jak w skrzydle samolotu. Dzięki temu nawet stosunkowo słabe podmuchy są w stanie wprawić łopaty w ruch, powodując tym samym wszczęcie pracy wału. Obracający się wał napędza przekładnię, która zwiększa liczbę obrotów. Dalej energia przekazywana jest do generatora, w którym powstaje prąd.
Na tym etapie mamy do czynienia z prądem stałym (DC), który dopiero po przejściu przez falownik zostaje przekształcony w prąd zmienny (AC), gotowy do zasilania domowych urządzeń.
Cały proces przebiega automatycznie. Turbina pracuje wtedy, gdy wieje wiatr, a wytworzona energia może być zużywana na bieżąco albo oddawana do sieci – w zależności od zapotrzebowania.
Czy przydomowy wiatrak może całkowicie uniezależnić odbiorcę od dostaw z sieci?
To zależy od kilku czynników. Przede wszystkim – od mocy samej turbiny i ilości zużywanego prądu w gospodarstwie. Im większe zapotrzebowanie, tym trudniej pokryć je w całości energią z wiatru, zwłaszcza w okresach bezwietrznych. Duże znaczenie ma też lokalizacja. Jeśli dom znajduje się w otwartym terenie, gdzie wiatr wieje często i z odpowiednią prędkością, to nawet niewielka instalacja może znacząco ograniczyć zużycie energii elektrycznej z sieci. Trzeba jednak pamiętać, że produkcja energii zależy od pogody – a ta bywa zmienna. Dlatego turbiny rzadko działają w pełni równomiernie przez cały rok.
W praktyce oznacza to, że całkowite uniezależnienie się od sieci jest możliwe, ale wymaga dobrze dobranej instalacji, magazynu energii i naprawdę sprzyjających warunków. W większości przypadków wiatraki przydomowe stają się raczej solidnym wsparciem niż jedynym źródłem zasilania.
Aby dowiedzieć się więcej o przydomowych wiatrakach, odwiedź stronę https://lepiej.tauron.pl/zielona-energia/przydomowa-elektrownia-wiatrowa-czy-to-sie-oplaca/
