Inwestycja w wiatraki. Czy farmy wiatrowe są opłacalne?

Jak działa elektrownia wiatrowa?

Każda turbina wiatrowa, niezależnie od konstrukcji, składa się z trzech podstawowych elementów: wirnika, zestawu przekładni i generatora prądu. Wiatr napiera na łopaty wirnika i wprawia go w ruch. Odpowiednie przekładnie przenoszą ruch do generatora, gdzie energia kinetyczna jest przekształcana w energię elektryczną.

Wyprodukowany w turbinie wiatrowej prąd może zostać użyty do naładowania akumulatorów (magazyn energii) lub skierowany do falownika (inwertera), skąd – po przekształceniu w prąd zmienny – trafia do domowej lub komercyjnej sieci elektrycznej. Turbina wiatrowa może działać on-grid (w połączeniu z siecią elektroenergetyczną) lub off-grid (system wyspowy, autonomiczny, bez połączenia z siecią).

Pozyskiwanie energii z wiatru jest możliwe nie tylko na wielkich farmach wiatrowych, lecz także w mikroskali, na potrzeby gospodarstwa domowego. Temat omawiamy szczegółowo w artykule: Przydomowa elektrownia wiatrowa – czy to się opłaca?

Jakie czynniki wpływają na opłacalność farmy wiatrowej?

Na opłacalność farmy wiatrowej wpływają koszty poszczególnych składników inwestycji, lokalizacja, osiągana wydajność produkcji energii oraz aktualne ceny prądu. Wszystkie wymienione czynniki decydują o szybkości zwrotu inwestycji i bieżących kosztach produkcji energii elektrycznej z wiatru.

Najlepsze lokalizacje pod farmy wiatrowe w Polsce

Kluczowe znaczenie dla opłacalności elektrowni wiatrowej ma jej lokalizacja w obszarze o sprzyjających warunkach wiatrowych. Wiatrak produkuje prąd, gdy wiatr wieje z prędkością od 5 do 25 m/s. Mniejsza prędkość uniemożliwia produkcję, natomiast większa stwarza ryzyko uszkodzeń mechanicznych. Największą wydajność można uzyskać przy wietrze o prędkości 15–25 m/s. Przyjmuje się, że inwestycja w farmy wiatrowe jest opłacalna, gdy średnia roczna prędkość wiatru wynosi minimum 7 m/s. Drugim istotnym parametrem jest liczba wietrznych dni w roku na danym obszarze. Im jest ich więcej, tym lepiej.

W Polsce wiatr wieje zazwyczaj przez 250 dni w roku ze średnią prędkością 3–4 m/s. Zdecydowanie najlepsze warunki dla elektrowni wiatrowych występują na wąskim pasie wybrzeża Morza Bałtyckiego oraz na Suwalszczyźnie. W środkowej części kraju, w pasie od Poznania do Warszawy panują warunki bardzo korzystne, a na pozostałym obszarze korzystne. Niewiele jest regionów o zdecydowanie niekorzystnej wietrzności. Niezależnie od ogólnych charakterystyk, każda lokalizacja wymaga szczegółowych, zazwyczaj rocznych badań siły wiatru i liczby dni wietrznych. Zebrane dane przesądzają o rozpoczęciu inwestycji lub ich zaniechaniu.

Jak duża działka jest potrzebna pod wiatraki?

Małe turbiny wiatrowe można montować bezpośrednio przy budynkach, a nawet na ich dachach. W przypadku dużych farm wiatrowych w grę wchodzą liczne konstrukcje znacznych rozmiarów. Ich ustawianie wymaga zachowania odpowiednich odległości od zabudowań, a jednocześnie bezpiecznych odległości pomiędzy samymi wiatrakami. Dlatego pod farmę wiatrową potrzebna jest działka o powierzchni od kilku do kilkudziesięciu hektarów.

Ile kosztuje turbina wiatrowa?

Koszt wykonania turbiny wiatrowej dla inwestora indywidualnego (czyli np. wiatrak na własnej działce) to ok. 40–50 tys. zł. Cena dotyczy przykładowego zestawu z turbiną wiatrową o mocy 5 kW wraz z magazynem energii i kompletem akcesoriów (m.in. falownik i kable podłączeniowe). Warto odnotować, że jeśli średnia roczna produkcja będzie utrzymywała się na poziomie od 4000 do 9000 kW to – według danych z 2021 roku[1] – inwestycja zwróci się po upływie około 10 lat.

Ile można zarobić na wiatraku?

To, ile można zarobić na wiatraku, zależy od tego, czy jesteś właścicielem, inwestorem czy najemcą. Kluczowe znaczenie ma oczywiście wielkość inwestycji. W przypadku małych turbin wiatrowych, przeznaczonych dla gospodarstw domowych, „zarobkiem” jest obniżenie rachunków za prąd. Wysokość oszczędności zależy od wielu czynników, w tym wielkości produkcji i zużycia prądu.

Podsumowując wątki ekonomiczne, należy odnotować, że w kontekście wpływu na środowisko naturalne produkcja energii z wiatru jest zawsze opłacalna. Każdy działający wiatrak to tysiące (a często dziesiątki tysięcy) ton CO₂, które nie trafią do atmosfery. Wiatr, podobnie jak światło słoneczne, woda i inne odnawialne źródła energii, pozwalają produkować prąd bez emisji gazów cieplarnianych, degradacji gleby i zatruwania zbiorników wodnych.

Więcej na temat produkcji zielonej energii elektrycznej znajdziesz w artykule: OZE w pigułce – to warto wiedzieć.

[1] https://www.biznes.gov.pl/pl/opisy-procedur/-/proc/8

Najczęściej zadawane pytania (FAQ)

Odległość pomiędzy planowaną turbiną wiatrową a istniejącymi budynkami mieszkalnymi ustalana jest według zasady 10H: powinna wynosić minimum dziesięciokrotność wysokości wiatraka: maszt plus uniesiona do pionu łopata wirnika. Odległość tę można zmniejszyć na podstawie miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego do minimum 700 m. Natomiast w sytuacji odwrotnej (lokalizacja obiektu mieszkalnego w sąsiedztwie już istniejącej turbiny wiatrowej) zasada 10H nie obowiązuje – wystarczy zachować minimalną odległość 700 m.

Ilość energii produkowanej przez konkretny wiatrak zależy od jego rozmiarów (mocy) i liczby dni wietrznych w roku na danym terenie. Największa działająca turbina wiatrowa na świecie, uruchomiona w 2022 r. w Danii, ma moc 15 MW i średnicę łopat wirnika 236 m. Może wytworzyć rocznie nawet 80 GWh energii elektrycznej. Wysokiej jakości morskie turbiny wiatrowe mają moc do 8 MW, a większość turbin lądowych nie przekracza mocy 3 MW. Mała przydomowa turbina o mocy 5 KW dostarcza rocznie około 7500 kWh energii przy średniej 250 dni wietrznych.