Przydomowa elektrownia wiatrowa. Opłacalność wiatraków, rodzaje turbin

Przydomowa elektrownia wiatrowa – co to jest i z czego się składa?

Przydomowa elektrownia wiatrowa to zespół połączonych ze sobą urządzeń, które wytwarzają i magazynują energię elektryczną na potrzeby pojedynczego gospodarstwa domowego. Jej budowa nie jest skomplikowana – ani techniczne, ani prawnie.

W skład przydomowej elektrowni wiatrowej wchodzą następujące elementy:

turbina wiatrowa,
licznik,
okablowanie,
opcjonalnie akumulator.

Przydomowe elektrownie wiatrowe charakteryzują się stosunkowo niską mocą. Wystarcza jednak, aby znacznie obniżyć zapotrzebowanie na dostawy prądu z sieci. Turbina wiatrowa może pokryć część zapotrzebowania gospodarstwa domowego na energię elektryczną. Dzięki niej możesz zasilać wszystkie domowe systemy (ogrzewanie, wentylacja, automatyka), urządzenia (RTV, AGD) i narzędzia elektryczne.

Jak działa przydomowa elektrownia wiatrowa?

Przydomowa elektrownia wiatrowa wykorzystuje turbiny wiatrowe do tego, by przekształcić energię kinetyczną mas powietrza w energię elektryczną:

Powietrze porusza łopatami wirnika w turbinie.

Ruch wirnika za pomocą przekładni jest przekazywany do generatora.

Generator wytwarza prąd (działa jak prądnica).

Prąd stały (DC) z generatora płynie do falownika, który zamienia go na prąd przemienny (AC).

Część prądu na bieżąco zużywają urządzenia domowe, a nadwyżki trafiają do magazynu energii lub do sieci elektrycznej.

Energia z wiatru jest ekologiczna i przyjazna dla środowiska naturalnego. Produkcja prądu z OZE (Odnawialne Źródła Energii) nie ma negatywnego wpływu na stan powietrza, wód czy gleby.

Jeżeli zainteresował Cię temat alternatywnych źródeł energii, zapraszamy do lektury artykułu OZE w pigułce – to warto wiedzieć.

Wybierz energię z odnawialnych źródeł TAURONA z certyfikatem i gwarancją stałej ceny na lata dla domu.
dowiedz się więcej

Rodzaje elektrowni wiatrowych

W zależności od ustawienia wirnika (jego osi ruchu obrotowego), przydomowe elektrownie wiatrowe dzielimy na:

Turbiny wiatrowe poziome, z ang. Horizontal Axis Wind Turbines (HAWT),
Turbiny wiatrowe pionowe, z ang. Vertical Axis Wind Turbines (VAWT).

W Polsce dominują turbiny poziome. To dobrze znane „wiatraki”, które stały się elementem krajobrazu w wietrznych regionach Polski. Znacznie mniej jest pionowych turbin wiatrowych, które przypominają wyglądem anteny radiowe. Poniżej znajdziesz zdjęcia obydwu typów:

Szacuje się, że około 95% polskich elektrowni wiatrowych to właśnie turbiny poziome. Są zazwyczaj efektywniejsze od pionowych, ale ich praca generuje spory hałas. Wymagają także odpowiedniego ustawienia „na wiatr”. Turbiny pionowe dzięki swojej budowie nie wymagają takich zabiegów.

Ile prądu daje przydomowa elektrownia wiatrowa?

Na wydajność przydomowej elektrowni wiatrowej najmocniej wpływają trzy czynniki:

moc turbiny wiatrowej,
warunki pogodowe na danym terenie,
wysokość turbiny i ukształtowanie terenu.

Decydujesz o tym, jaką moc ma przydomowa turbina wiatrowa. Natomiast nie masz żadnego wpływu na pogodę i liczbę wietrznych dni w roku. Gdy pogoda jest bezwietrzna, musisz czerpać prąd z sieci energetycznej.

Ile prądu wytwarza turbina wiatrowa 5 kW?

Jeżeli chcesz obliczyć, ile energii elektrycznej wyprodukuje Twoja elektrownia wiatrowa, zastosuj prosty wzór:

moc nominalna turbiny x dzienna liczba godzin pracy turbiny x liczba dni pracy turbiny x 25%

Przy założeniu, że w roku jest 250 dni wietrznych, a wiatr wieje non stop przez 24 godziny na dobę, obliczenie przedstawia się następująco:

5 kW x 12 h x 250 dni x 25% = 3750 kWh [1]

Jak dobrać moc turbiny wiatrowej?

Na potrzeby domu jednorodzinnego wystarczy Ci przydomowa elektrownia wiatrowa 5 kW. Istnieją także modele o mniejszej mocy. Mała elektrownia wiatrowa może mieć np. 500 W. Jednak w praktyce nie sprawdzi się zbyt dobrze. Moc jest tak mała, że możesz nią zasilić co najwyżej elektrycznie sterowaną bramę wjazdową czy garażową. Elektrownia o mocy 3 kW wystarczy do energooszczędnego oświetlenia w domu i zasili mniejszy sprzęt AGD. Natomiast przydomowa elektrownia wiatrowa 5 kW produkuje prąd w takiej ilości, że wystarcza go nawet na wsparcie centralnego ogrzewania. [2]

Elektrownia wiatrowa o mocy 10 kW zaspokoi zapotrzebowanie małego gospodarstwa rolnego. Większe instalacje, np. o mocy 50 kW, służą do produkcji prądu przeznaczonego na sprzedaż do sieci energetycznej. Ze względu na gabaryty oraz zapotrzebowanie, najlepszym wyborem może się okazać turbina o mocy 10kW. W przypadku dużych gospodarstw rolnych opłacalne może być założenie większej turbiny. Wszystko zależy od indywidulanych potrzeb i profilu energetycznego gospodarstwa.

Pamiętaj: im większa moc elektrowni wiatrowej, tym wyższy koszt inwestycji. Duże wiatraki wraz z niezbędnym osprzętem są wydajniejsze, lecz znacznie droższe w budowie. Na zwrot włożonych pieniędzy możesz liczyć dopiero po kilkunastu latach.

Ile kosztuje przydomowa elektrownia wiatrowa?

Na pewno teraz się zastanawiasz: ile kosztuje przydomowa elektrownia wiatrowa? Czy możesz sobie pozwolić na taką inwestycję? Jak się pewnie domyślasz, cena elektrowni zależy od mocy turbiny. Istotny wpływ ma też koszt budowy instalacji. Podane niżej kwoty są orientacyjne i nie obejmują magazynów energii:

mała elektrownia wiatrowa 3 kW – ok. 40 000 zł[3]
przydomowa elektrownia wiatrowa 5 kW – ok. 70 000 zł[4]
osprzęt i turbina wiatrowa 10 kW – od ok. 100 000 zł

Jeżeli decydujesz się na przydomową elektrownię wiatrową, potraktuj ją jako wsparcie dla innych źródeł energii elektrycznej, w tym pobieranej z sieci energetycznej. Doskonale sprawdzają się połączenia turbin wiatrowych z instalacjami fotowoltaicznymi. Dwie technologie uzupełniają się, dzięki czemu rośnie liczba dni w roku, w których możliwa jest produkcja prądu z OZE.

Potrzebujesz więcej informacji na temat produkcji energii ze słońca? Znajdziesz je w artykule: Fotowoltaika dla laika, czyli czym jest i jak działa?

Gdzie warto postawić przydomową elektrownię wiatrową?

W niektórych częściach Polski elektrownie wiatrowe opłacają się dużo bardziej niż w innych. Wszystko zależy od ukształtowania terenu i średniej liczby dni wietrznych w roku. Najlepsze warunki dla przydomowych elektrowni wiatrowych w naszym kraju panują na obszarach wzdłuż wybrzeża Morza Bałtyckiego oraz na Suwalszczyźnie. Turbiny zdecydowanie gorzej sprawdzą się na Mazurach oraz na południu Polski – na Górnym i Dolnym Śląsku. Poniżej znajdziesz mapę warunków wiatrowych w Polsce:

źródło: Powiślańska Regionalna Agencja Zarządzania Energią

Przydomowa elektrownia wiatrowa – pozwolenia i formalności

Jakie formalności czekają użytkowników przydomowej elektrowni wiatrowej? Mikroinstalacje wiatrowe nie podlegają pod ustawę odległościową (Ustawa z dnia 9 marca 2023 r. o zmianie ustawy o inwestycjach w zakresie elektrowni wiatrowych oraz niektórych innych ustaw). Oznacza to, że nie muszą być lokowane w odległości wielokrotnie przewyższającej wysokość masztu elektrowni wiatrowej z wirnikiem.

Jaki wiatrak można postawić bez pozwolenia?

Elektrownie wiatrowe nie wymagają pozwolenia na budowę gdy:

moc nie przekracza 50kW,

w momencie kiedy odległość wiatraka od granicy działki jest większa niż całkowita wysokość wiatraka,

ich wysokość całkowita (z uniesioną pionowo łopatą wirnika) mieści się w granicach 3-12 m.

Jeśli zdecydujesz się na instalację, która spełnia powyższe warunki, wystarczy zgłosić budowę w Urzędzie Gminy. Do zgłoszenia dołącz projekt architektoniczno-budowlany, projekt sytuacyjny i techniczny. Mała elektrownia wiatrowa nie jest szczególnie obwarowana przepisami. Natomiast wiatraki o wysokości poniżej 3 metrów nie wymagają żadnego zgłoszenia. Wystarczy, że masz odpowiednią ilość miejsca na działce lub konstrukcję dachu, która pozwala na ulokowanie wiatraka i generatora.[5]

Fotowoltaika w ofercie TAURONA
Chcesz korzystać z innych OZE niż wiatr? Rozważ zakup paneli fotowoltaicznych z atrakcyjnymi opcjami finansowania.
Sprawdź szczegóły oferty bądź zamów kontakt z ekspertem TAURONA, który udzieli Ci niezbędnych informacji, a także dobierze instalację fotowoltaiczną dopasowaną do Twojego domu.
DOWIEDZ SIĘ WIĘCEJ

Czy opłaca się przydomowa elektrownia wiatrowa?

Przydomowa elektrownia wiatrowa może być użytecznym źródłem energii elektrycznej na własny użytek. Ponieważ jej budowa to inwestycja na poziomie kilkudziesięciu tysięcy złotych, starannie przeanalizuj opłacalność projektu. Omawiamy zagadnienia, które należy uwzględnić przy planowaniu budowy elektrowni wiatrowej.

Przeanalizuj warunki pogodowe

Opłaca się budować przydomowe elektrownie wiatrowe w regionie Polski, w którym wiatr wieje przynajmniej przez 250 dni w roku, a jego prędkość nie spada poniżej 3-4 m/s.To najważniejszy warunek opłacalności wykorzystania wiatru do produkcji prądu. Jeżeli nie zostanie spełniony, to turbina wiatrowa nie zdoła wyprodukować tyle energii, aby w przewidywalnej przyszłości zwrócić nakłady zainwestowane w zakup i instalację wiatraka. [6]

Dobierz odpowiednią moc turbiny

Kluczowe znaczenie ma turbina wiatrowa o optymalnie dobranej mocy. Pamiętaj, że energia z OZE nie zaspokoi wszystkich potrzeb energetycznych Twojego gospodarstwa domowego. Całkowite uniezależnienie się od zewnętrznych dostaw prądu może okazać się nieopłacalne. Dlatego traktuj turbinę wiatrową jako sposób na zmniejszenie rachunków za prąd.

W systemie on grid (turbina podłączona do sieci publicznej) energię z wiatru możesz zużywać na bieżąco lub sprzedawać zewnętrznemu operatorowi. Im większa jest autokonsumpcja, tym większa opłacalność własnej produkcji energii elektrycznej. Dlatego dobierz elektrownię o takiej mocy, aby jak najmniej energii trafiało do zewnętrznego operatora.

Dywersyfikuj źródła energii elektrycznej

Elektrownie wiatrowe pracują wydajnie tylko przez część roku. Dlatego musisz zastanowić się, skąd czerpać prąd w bezwietrzne dni, w czasie konserwacji lub awarii wiatraka. W polskim klimacie wiatr wieje najintensywniej jesienią, zimą i wczesną wiosną. W ciepłej części roku wietrznych dni jest mniej, za to intensywnie i długo świeci słońce. Jeżeli wykorzystasz światło słoneczne do produkcji prądu, fotowoltaika uzupełni niedobór mocy dostarczanej przez turbinę wiatrową.

Zaplanuj magazyn energii elektrycznej

Jeżeli chcesz zmaksymalizować autokonsumpcję, utwórz domowy magazyn energii produkowanej z wiatru. Odpowiednio pojemne akumulatory odbierają nadwyżki produkcji i pozwalają uzupełniać niedobory, gdy pogoda jest bezwietrzna. Pamiętaj jednak, że zakup dużego i drogiego magazynu nie rozwiązuje problemu. Jego pojemność musi być dobrana na podstawie analizy zapotrzebowania, mocy turbiny i prognozowany czas zwrotu inwestycji.

Przydomowa elektrownia wiatrowa to dobry sposób na ograniczenie poboru prądu z sieci energetycznej. Warunkiem sukcesu jest odpowiednia lokalizacja i staranny dobór urządzeń do wytwarzania prądu. Jeżeli potrzebujesz merytorycznego wsparcia, zapraszamy do bezpośredniego kontaktu. Specjaliści TAURONA odpowiedzą na wszystkie pytania związane z opłacalnością produkcji prądu z wiatru i innych OZE.

Źródła:

[1] https://www.gov.pl/web/ncbr/fakty-i-mity-o-elektrowniach-wiatrowych (dostęp: 11.12.2023 r.)
[2] https://www.gov.pl/web/ncbr/mala-elektrownia-wiatrowa-na-indywidualne-potrzeby-ncbr-przekaze-milion-zlotych-tworcy-najlepszego-projektu (dostęp 11.12.2023 r.)
[3] https://orka.sejm.gov.pl/proc9.nsf/ustawy/2938_u.htm (dostęp 11.12.2023 r.)
[4] https://orka.sejm.gov.pl/proc9.nsf/ustawy/2938_u.htm (dostęp 11.12.2023 r..)
[5] https://legislacja.rcl.gov.pl/projekt/12371407/katalog/12964165#12964165 (dostęp 11.12.2023 r.)
[6] https://kierunkizamawiane.upsl.edu.pl/pliki/czystaenergia/raport2_II.pdf (dostęp 11.12.2023 r.)