Czy warto inwestować w małe przydomowe elektrownie wiatrowe? (cz.2/2)

Pytania i odpowiedzi, które wyjaśniają wiele Waszych wątpliwości związanych z małymi elektrowniami wiatrowymi.

1) Czy stawiając domową elektrownię wiatrową musicie posiadać jakieś pozwolenia budowlane?

Sama elektrownia wiatrowa małej mocy jest tylko urządzeniem. Zatem korzystanie z niej nie wymaga pytania kogokolwiek o zgodę. Tak samo, jak nie potrzebujecie nikogo pytać o zgodę na korzystanie z wiertarki czy innego elektronarzędzia. Musicie mieć tylko świadomość, że urządzenie mechaniczno-elektryczne może komuś wyrządzić szkodę. Dlatego użytkując turbinę wiatrową - trzeba przestrzegać wszystkich zasad bezpieczeństwa.
Elektrownia wiatrowa jest zawsze montowana na jakiejś konstrukcji nośnej. Na postawienie budowli na stałe związanej z gruntem jest potrzebne zgłoszenie budowy do urzędu gminy. Dla konstrukcji nie związanych na stałe z gruntem (np. wieże z odciągami linowymi) nie potrzebne jest Wam żadne pozwolenie w okresie do trzech miesięcy. Przyjmuje się, że konstrukcje nietrwałe nie są obiektami budowlanymi. Dlatego stawiając elektrownię wiatrową bez żadnych pozwoleń, najlepiej to zrobić właśnie na takiej konstrukcji. Inną możliwością jest postawienie elektrowni w obrębie budynku. Budynek ma wszelkie pozwolenia, a wszystko co znajduje się w obrębie 3 metrów od niego – też do niego należy. W tym wypadku elektrownia wiatrowa „wystaje” poza budynek tak jak flaga, lampa, antena itp. Nie potrzeba wcale tego zgłaszać. W razie reakcji np. sąsiadów, w ostateczności możecie powołać się na Prawo Budowlane, które w art. 29 ust. 1 i 2 ustawy stanowi, cyt.: „Pozwolenia na budowę nie wymaga budowa: przyłączy: elektroenergetycznych, utwardzenia powierzchni gruntu na działkach budowlanych, instalowanie tablic i urządzeń reklamowych, tymczasowych obiektów budowlanych, niepołączonych trwale z gruntem, obiektów przeznaczonych do czasowego użytkowania w trakcie realizacji robót budowlanych, urządzeń pomiarowych, itp.”.

2) Czy do produkowania energii elektrycznej przez elektrownie wiatrowe potrzebne są Wam jakieś koncesje?

Do produkowania energii elektrycznej wykorzystywanej na własne potrzeby, wytworzonej z małych, przydomowych elektrowni wiatrowych nie wymaga się żadnych pozwoleń. Podobnie z energią uzyskaną z baterii słonecznych, kolektorów itp. Oczywistym faktem jest przecież, że za prąd wytworzony przez nasz własny samochód do oświetlenia drogi nie płacimy podatków innych niż związanych z kosztami paliwa, w której cenę wliczono podatek i akcyzę. Tak samo jest z resztą też z agregatem prądotwórczym, z którego prąd najczęściej jest wykorzystywany podczas prac budowlanych, kiedy jeszcze nie ma podciągniętej sieci energetycznej lub zakład energetyczny wyłączył prąd. Na własne potrzeby można wytwarzać energię do mocy maksymalnej 20 kW. W takim układzie wytworzoną energię można magazynować we własnych akumulatorach elektrycznych lub przetwarzać ją na energię cieplną z przeznaczeniem na grzanie wody bieżącej lub dogrzewania budynku. Prąd wytworzony z elektrowni wiatrowej czy fotoogniw nie jest związany w żaden sposób z zasobami sieci energetycznych. Odbiorniki pracują w tzw. układzie wyspowym. Przełączenie zasilania na sieć energetyczną następuje jedynie wtedy, kiedy pobór prądu jest większy niż możliwości wytwórcze naszego prywatnego źródła prądu. Dzieje się tak za sprawą automatyki zamontowanej w przetwornicy. Dzięki temu mamy galwaniczną separację sieci.

3) Co jest najważniejsze przed zakupem elektrowni wiatrowej?

Przede wszystkim powinniście zweryfikować, czy sprzedawca jest wiarygodny. Najlepiej, jeśli w sprawie doboru typu i zakupu elektrowni wesprze Was ktoś, kto zna się na tego rodzaju elektrowniach. Jeżeli zauważycie jakiekolwiek wątpliwości, to prawdopodobne jest, że będzie chciał Was ten sprzedawca naciągnąć, bazując na barku Waszej wiedzy. Może „wcisnąć” urządzenie niesprawne lub o innych parametrach. Sprzedawca powinien posiadać dokumentację do urządzenia, certyfikaty potwierdzające bezpieczeństwo oraz autoryzację producenta (dystrybutora) wskazującą, że urządzenie pochodzi z legalnego źródła. Jeżeli oferent nie ma towaru (oprócz tego jedynego egzemplarza) i nie może nawet wskazać magazynu z towarem, którym handluje, – oznacza to jednoznacznie, że nie można mu ufać. Dawanie takiemu sprzedawcy zaliczki na zakup urządzenia to tak, jakby dać złodziejowi klucze do swojego domu. Jeżeli ktoś poważnie podchodzi do tematu sprzedaży elektrowni wiatrowych, to musi dysponować jakimkolwiek zapleczem umożliwiającym przynajmniej podstawowe przetestowanie urządzeń. Skąd inaczej wziąć pewność, że zakupiony towar odbieracie sprawny a w razie czego będziecie mogli go wymienić na inny, wolny od wad? Jeżeli chcecie być pewni, czy to, co mówi sprzedawca jest prawdą, poproście o informację na piśmie.

Poproście również o informację, gdzie możecie zweryfikować to, co podaje sprzedawca. Nie zawierzajcie temu, co usłyszycie, ponieważ szczególnie przez telefon nikt nie obawia się o posądzenie o krzywoprzysięstwo.

Jeżeli pierwszy etap weryfikacji przebiegł pomyślnie, to warto byście zwrócili uwagę na parametry urządzenia. Nie są wbrew pozorom najważniejsze moc urządzenia czy prędkość startowa. Co z tego bowiem, że urządzenie ma wysoką moc powiedzmy 3 kW, skoro osiąga ją dopiero przy wysokiej prędkości wiatru. Co z tego, że może maksymalnie wytworzyć nawet 12 kW, skoro do takiej mocy potrzebny jest wiatr o sile huraganu? Co z tego, że urządzenie zaczyna się kręcić powiedzmy przy prędkości wiatru 2m/s, skoro przy tej prędkości wiatru i tak nie jest w stanie wytwarzać żadnej energii. Na co więc powinniście zwrócić uwagę? Na wydajność, z jaką elektrownia wiatrowa będzie pracowała najczęściej, czyli przy sile wiatru około 4,5-5,5m/s. Takie prędkości wiatru występują przeciętnie w Polsce. Oczywiście jeżeli Wasza elektrownia ma stać w miejscu, gdzie odnotowuje się średnią prędkością wiatrów większą, to tylko lepiej.
Okazuje się często, że dana elektrownia wiatrowa zaczyna bardzo szybko pracować, przy niewielkiej prędkości wiatru, ale później, przez długi czas osiąga bardzo małe moce, aż do momentu zbliżenia się do prędkości wiatru około 10 m/s. Wówczas wykazuje pełną moc. Weźmy taki przykład: elektrownia wiatrowa o mocy znamionowej 2 kW, maksymalnie 6 kW startuje przy 2 m/s, a przy 10m/s osiąga moc znamionową, a przy 16 m/s osiąga moc maksymalną. Druga elektrownia o mocy 1 kW, maksymalna moc 1,5 kW. Startuje przy 2,5 m/s, osiąga moc znamionową przy 8 m/s, a moc maksymalną osiąga przy 12m/s. Okazuje się, że teoretycznie mocniejsza elektrownia o mocy 2 kW, przy prędkości wiatru 4,5 m/s osiąga zaledwie 400 W. W tym samym momencie dwa razy mniejsza elektrownia 1 kW będzie już pracowała z mocą 300 W. Jeszcze bardziej uwidocznią się różnice przy większych prędkościach wiatru. Powiedzmy dla 8 m/s przykładowa elektrownia 2 kW wytworzy zaledwie 700 W a 1 kW będzie pracowała już z pełną mocą równą1000 W. Proszę, abyście nie wyciągali z niniejszego wywodu błędnej interpretacji. W żadnym wypadku nie mam myśli, że elektrownia o mocy 1 kW jest lepsza od elektrowni wiatrowej 2 kW. Chodziło mi raczej o wykazanie, że czasem mniejsza elektrownia jest w stanie wytworzyć średnio w roku więcej energii niż elektrownia o większej mocy znamionowej. Wynika to z faktu, że zwiększenie siły wiatru o 2 m/s powoduje 8-krotny wzrost ilości dostarczonej energii. W dolnych zakresach pracy energia wiatru jest na tyle mała, że większość jej jest tracona na pokonanie oporów ruchu samego generatora. Później jest już na tyle duża, że nawet gorsze konstrukcje są w stanie osiągnąć ogromną moc. Tylko, że przecież chodzi o to, żeby wycisnąć najwięcej nie wtedy, kiedy wieje bardzo mocno, ale wtedy kiedy wieje tak, jak na co dzień.
W roku dni o bardzo dużej sile wiatru jest kilka, a tych z przeciętną prędkością wiatru około 240. Zwykle tanie urządzenia z samego założenia nie są w stanie konkurować z tymi droższymi pod względem parametrów. Wynika to z prostego faktu, że żeby uzyskać wysoką sprawność i wydajność, trzeba niestety zainwestować sporo w laboratorium, badania, a to potem musi odbić się na kosztach urządzenia.
Firmy, które produkują tanie urządzenia, zwykle kopiują jakieś rozwiązania i opierają się jedynie na teoretycznych wyliczeniach. Dodatkowo chcąc oszczędzić, upraszczają jakieś elementy lub pomijają niewielkie niuanse, które mogą mieć później znaczący wpływ na sprawność elektrowni. Tanie nie zawsze musi być gorsze, ale jeżeli coś jest tańsze o 50% od innych urządzeń, to jest to podejrzane. Tanie urządzenia też często mogą mieć wady ukryte, które uwidaczniają się dopiero po okresie gwarancji.
Elektrownia wiatrowa jest przeznaczona do pracy przez kilkadziesiąt lat więc jeżeli już po 5 latach ulegnie uszkodzeniu lub zużyciu jakiejś jej części, to zamiast taniego, będziemy mieli do czynienia z wyjątkowo drogim sprzętem. Podsumowując,- powinniście unikać najtańszych urządzeń, kupować u wiarygodnych partnerów oraz wybierać produkty, które najlepiej pracują przy prędkości wiatru około 5 m/s. Najlepiej kupić produkt firmy mającej wieloletnie doświadczenie. Dzięki temu unikniecie eksperymentów na własnej skórze. Lepiej wcale nie kupić, niż kupić źle!

4) Co możecie zasilać za pomocą małej elektrowni wiatrowej?

Jeżeli zakupiona przez Was elektrownia jest wyposażona w przetwornicę podającą na wyjściu napięcie 230 V, to możecie zasilać tyle urządzeń, na ile wystarczy energii elektrycznej wytworzonej przez generator i zmagazynowanej w akumulatorach elektrycznych. Przyjmuje się, że elektrownia wiatrowa wytworzy na bieżąco koło 20-25% energii w stosunku do mocy znamionowej. Przeliczając to na kWh można przyjąć, że energia wytworzona przez elektrownię w ciągu doby średnio wystarczy na zasilenie urządzeń o równoważnym ciągłym poborze mocy przez 5-6h/dobę.
W tym miejscu proszę zauważyć, że dysponując przetwornicą np. o mocy 1 kW, nie możecie zasilać odbiorników o większym poborze mocy. W praktyce oznacza to, że nie możecie podłączyć np. żelazka, czy pralki do takiej przetwornicy. Dopuszcza się natomiast takie rozwiązanie, że sama elektrownia jest o małej mocy a przetwornica jest o większej mocy. W takim wypadku stosując np. przetwornice 3 kW do elektrowni wiatrowej 1 kW możecie już podłączyć większość odbiorników, urządzeń domowych, chociaż nie równocześnie.
Jeżeli apetyt na energię będziecie mieli jeszcze większy, zawsze możecie zastosować dwie lub większą ilość przetwornic do jednej elektrowni. W takim jednak wypadku trzeba się liczyć z bardzo szybkim wyczerpaniem energii zgromadzonej w akumulatorach ponieważ elektrownia wiatrowa może nie nadążyć z wytwarzaniem energii. To samo z resztą tyczy się elektrowni na bazie baterii słonecznych i rozwiązań hybrydowych.
Ciekawym rozwiązaniem jest również wydzielenie osobnych podsieci. Na zasilanie każdej z nich przeznaczyć możecie dedykowaną przetwornicę. Szczególnie większą elektrownię wiatrową warto wyposażyć w kilka mniejszych przetwornic. Każda z nich będzie mogła zasilać „swoje” odbiorniki. Wówczas możecie stosować zasilanie z podziałem na te priorytetowe i te warunkowe. Jedna z przetwornic zasila te odbiorniki, które muszą mieć ciągłe podtrzymanie napięcia a druga zasila tylko te, których praca nie jest aż tak istotna i mogą być okresowo wyłączane.

5) Gdzie najlepiej zamontować elektrownię wiatrową?

Miejsce instalacji elektrowni wiatrowej powinno być starannie dobrane. W praktyce zwykle macie ograniczone możliwości na swojej działce, ale mimo to jesteście zobowiązani prawem przestrzegać kilku zasad.
Po pierwsze: elektrownia powinna być zamontowana powyżej dachu budynku. Zwykle ten budynek stanowi największą przeszkodę dla wiatru. Wiązać się to może z koniecznością wzniesienia masztu 12 m a czasem nawet wyższego. Stawianie elektrowni wiatrowej na wysokości 6 m i mniejszej ma sens jedynie wtedy, kiedy jest to otwarta przestrzeń i najlepiej na wzniesieniu. Ponieważ 70% wiatrów w Polsce wieje z kierunku zachodniego, to przede wszystkim od tej strony nie powinno być żadnych przeszkód dla wiatru. Dlatego z uwagi na zawirowania wiatru spowodowane odbiciami od budynku lepiej postawić wiatrak od strony zachodniej niż od wschodniej. Także wysoki las czy kilkunastopiętrowy blok mieszkalny w odległości mniejszej niż 200 m na zachód od przydomowej elektrowni wiatrowej w zasadzie wyklucza ekonomiczny sens jej montowania. Jeżeli powyższe warunki są spełnione, to idąc dalszym krokiem myślenia sugeruję montowanie elektrowni w bezpośredniej bliskości domu (do 10 m) albo w zdecydowanie większej odległości (ponad 40 m). Dzięki temu także unikniecie odbić wiatru od powierzchni budynku. Jeżeli jest taka możliwość techniczna, to warto abyście rozważyli nawet zamontowanie elektrowni wiatrowej bezpośrednio na obiekcie (takie rozwiązanie przyjąłem dla swojej elektrowni). W ten sposób zaoszczędzicie na kosztach masztu i długich przewodów elektrycznych. Nie zalecam natomiast montażu elektrowni wiatrowej w pobliżu małych zbiorników wodnych (kominy termiczne), w gęstej zabudowie na niskiej wysokości (zawirowania wiatru) i w dolinach. Zalecam natomiast montowanie na terenach rolniczych, na obrzeżach małych miejscowości, w pobliżu dużych zbiorników wodnych, w górnych partiach wzniesień, w naturalnych przesmykach o kierunku wschód-zachód, w okolicy innych dużych elektrowni wiatrowych. W przypadku montażu na wysokości ponad 20 m, zdecydowanie zalecam zastosowanie mniejszych łopatek. Tam ilość energii wiatru może być nawet 30% większa niż na wysokości 12 m. Niestety, wysoki maszt może przekroczyć wartość samego urządzenia.

6) Jak dobrać moc elektrowni wiatrowej?

Elektrownia wiatrowa nie jest urządzeniem, które dobiera się wg wielkości budynku czy ilości osób w nim przebywających. Podobnie przyłącze elektryczne z zakładu energetycznego nie zależy od wymiarów obiektu tylko od zapotrzebowania na energię elektryczną.
Po pierwsze: powinniście określić, które odbiorniki mają być zasilane przez elektrownie wiatrową. Zsumować ich moc i określić (przemnożyć) ile czasu każdy z nich pracuje średnio na dobę. Wówczas wyjdzie Wam, jakie jest zapotrzebowanie na moc średnio w ciągu doby. Należy to podzielić przez 3 (nie będę tu szczegółowo wyjaśniał z czego to wynika bo musiałbym stworzyć osobny elaborat). Przyjmijcie po prostu, że czasem elektrownia wiatrowa nie pracuje lub wiatr jest zbyt słaby, żeby zasilać wszystkie odbiorniki). To co Wam wyjdzie z tych obliczeń, to będzie zapotrzebowanie na moc elektrowni wiatrowej. Czasem może się to okazać przerażająco dużo. Dlatego warto, byście przemyśleli, czy na pewno warto wszystkie wymienione odbiorniki zasilać z elektrowni wiatrowej (np. ogrzewanie). Jeżeli też macie urządzenia, które uruchamiacie rzadko, na kilkanaście minut (np. robot kuchenny), to nie warto tego odbiornika brać w ogóle pod uwagę. Zawsze jednak powinniście mieć świadomość, że jeżeli przez dłuższy okres czasu nie będzie wystarczającego wiatru, to nawet największa elektrownia wiatrowa nie wyprodukuje dość energii. Dlatego zawsze sugeruję zastosowanie systemów hybrydowych z innym źródłem prądu np. fotoogniwami, a w razie konieczności posiłkowanie się energią systemową lub agregatem spalinowym.

Niestety, energia wiatrowa ma to do siebie, że zależy od kapryśnej natury. Należy tu też zaznaczyć, że znaczenie ma nie tyle położenie geograficzne, co warunki lokalne. Jakiekolwiek większe przeszkody dla wiatru w okolicy mogą zaburzyć wynik obliczeń. Z kolei jeżeli miejsce jest wyjątkowo korzystne, to może się okazać, że pozostają nadmiary energii. Normalnie do obliczeń przyjmujemy wskaźnik średni dla warunków występujących w Polsce. Zakładam z jednej strony, że nikt rozsądny nie będzie chciał przecież stawiać elektrowni w środku lasu, a z drugiej strony rzadko kiedy ktoś ma wybitne warunki wietrzności. Jeżeli zachodzi ta druga sytuacja, to na pewno jest się tego świadomym i nie potrzeba się zastanawiać tylko działać.  

Średnio przyjmuje się, że elektrownia o mocy do 500 W może zasilać np. oświetlenie reklamy czy znaków drogowych, ewentualnie oświetlenie LED powierzchni do 50 metrów kwadratowych, pompkę oczka wodnego, siłowniki bramy, drobne odbiorniki i nadajniki radiowe, ładowarkę laptopa czy komórki. Czasem stosuje się takie urządzenia jako mobilne do zasilania odbiorników na jachcie czy w przyczepie kempingowej.
Elektrownia od mocy 500 W wystarcza na zasilanie oświetlenia w domku letniskowym lub monitoringu z kamerą. Jeżeli jest wykorzystywana w weekendy, to może też zasilać RTV. Zimą nadaje się do podtrzymania dodatniej temperatury w zbiorniku z wodą.
Natomiast elektrownia wiatrowa o mocy 1000 W jest już odpowiednia do zasilania pompy wodnej lub energooszczędnego oświetlenia w domu, lodówki itp. Może też wspomagać ogrzewanie wody.
Gdy zdecydujecie się na zakup turbiny wiatrowej o mocy znamionowej 2 kW, to wystarczy Wam do zasilania podstawowych odbiorników w domu: oświetlenie, RTV, drobne AGD, albo nadaje się do podgrzewania wody.
Generator o mocy 3 kW jest już niemal w 100% wystarczający do zasilania wszystkich odbiorników w domu. Należy jednak pamiętać o chwilowym poborze mocy. To znaczy, że trudno do takiego urządzenia podłączyć pralkę, żelazko, odkurzacz czy kuchnię elektryczną jednocześnie. Trudne nie znaczy jednak niemożliwe.
Elektrownia wiatrowa o mocy 5 kW powinna zaspokoić wszystkie potrzeby zasilania w przeciętnym domu jednorodzinnym. W sprzyjających warunkach, nadmiar energii może być spożytkowany na podgrzewanie wody bieżącej lub wspomaganie c.o. Nadal trzeba jednak zwracać uwagę na równoczesne korzystanie z energii przez kilka większych odbiorników.
Turbina o mocy 10 kW powinna być wystarczająca dla drobnego gospodarstwa rolnego. Zakładam, że odbiorniki 3-fazowe o dużej mocy nie będą podłączane. Wiatrak elektryczny o mocy 20 kW może już zasilać nawet małą firmę. Można też podłączyć do niego odbiorniki trójfazowe pracujące dorywczo.
Wiatrownie o mocy 30 kW nadają się do zasilania większości odbiorników w gospodarstwie rolnym.
Elektrownie wiatrowe o mocy 50 kW stosuje się głównie do sprzedaży energii do sieci energetycznej. Zwykle dobierając moc elektrowni wiatrowej, warto nieco zaniżyć potrzeby, ponieważ w trakcie wyjątkowo sprzyjających okresów wietrzności, mniejsza elektrownia powinna wytworzyć wystarczającą ilość energii. Sensowniej ekonomicznie jest uzupełnić niewielkie niedobory energii z sieci publicznej niż przepłacać za zbyt dużą elektrownię, która będzie dawała nadwyżki.
Dlatego moc elektrowni wiatrowej powinna być dopasowana na potrzeby konkretnych odbiorników pracujących regularnie, a nie na wszystkie odbiorniki energii w domu. Nie warto za pomocą elektrowni wiatrowej zasilać odbiorników, które pracują relatywnie krótko w ciągu doby i pobierają chwilowo dużo energii. Chodzi o to, żeby z jednej strony całość wytworzonej energii przez elektrownię wiatrową była wykorzystana, a z drugiej strony, żeby nie było zbyt długich przerw w zasilaniu spowodowanych okresami bez wiatru.

7) W jakie akumulatory wyposażyć elektrownie wiatrowe?

Temat akumulatorów jest kluczowy dla prawidłowego działania systemu. Akumulatory z jednej strony gromadzą energię a z drugiej są stabilizatorem napięcia. Dzięki temu, po zamianie prądu stałego przez przetwornicę, – mamy na wyjściu prąd zmienny o napięciu 230 V, bez względu na to, jak wiatr wieje i jak kręci się turbina. Porządne akumulatory są w stanie dostarczać energię do odbiorników nawet przez kilkanaście godzin, kiedy nie ma w ogóle wiatru. Żeby akumulatory zachowały swoje właściwości możliwe długo, warto je instalować w pomieszczeniach, gdzie temperatury są stabilne (najlepiej temperatura około 20 st. C). Żywotność akumulatorów bardzo spada jeżeli są narażone na temperatury poniżej zera.
Najważniejsze dla prawidłowego doboru akumulatorów jest napięcie znamionowe elektrowni wiatrowej. Jeżeli jest to 24 V, to potrzebujemy 2 akumulatory 12 V połączone szeregowo, jeżeli elektrownia wiatrowa pracuje przy napięciu 48 V, potrzeba czterech akumulatorów 12 V. Kiedy mamy do czynienia z elektrownią wiatrową 120 V to akumulatorów musimy mieć dziesięć. Ilość akumulatorów to nie wszystko. Jeżeli akumulatory będą miały zbyt małą pojemność, to nie będzie gdzie gromadzić energii wytwarzanej przez generator. Jeżeli będą zbyt „duże” to turbina wiatrowa nie dostarczy wystarczającej ilości energii żeby je w pełni naładować. Akumulatory, które nie są długo naładowane, mogą ulegać zasiarczeniu. Tym samym stracą swoje właściwości.
Bardzo ważnym czynnikiem jest też prąd ładowania. Przeciętnie akumulatory mają taką właściwość, że można je ładować prądem o natężeniu około 1/10 pojemności. W praktyce oznacza to, że akumulator o pojemności 65 Ah można ładować prądem nie większym niż około 6,5 A. Zwykłe ładowarki do akumulatorów samochodowych są tak skonstruowane, żeby nie przekroczyć tych prądów i nie uszkodzić akumulatorów. Dlatego właśnie ładowanie akumulatorów może czasem trwać wiele godzin. Podobnie jest z elektrownią wiatrową. Ładowanie akumulatorów nie jest procesem krótkotrwałym. Zwykle czas ładowania to kilkanaście, a czasem (przy słabym wietrze) nawet kilkadziesiąt godzin. Czasami może jednak tak się zdarzyć, kiedy elektrownia wiatrowa przy silnym wietrze dostarcza bardzo dużo energii, że prąd ładowania wytwarzany przez prądnicę jest bardzo duży. Nie ma wtedy innego sposobu zabezpieczenia przed przeładowaniem akumulatorów jak przyhamowanie generatora. Zwykle tę funkcję pełni kontroler z grzałkami zrzutowymi. W tym wypadku tracimy jednak część energii, która mogłaby służyć do naładowania akumulatorów. Z takiej sytuacji są następujące wyjścia: – zastosować akumulatory o pojemności zalecanej przez producenta generatora. Najczęściej jest to około 200 Ah, ponieważ prąd ładowania zwykle może osiągać do 20 A; – podłączyć dodatkowy odbiornik np. druga bateria akumulatorów lub grzałka z przeznaczeniem do grzania wody; – zużywać na bieżąco nadmiar energii dostarczanej do akumulatorów poprzez podłączenie większej ilości odbiorników; – oddawać nadmiar energii do sieci energetycznej, co w naszych warunkach prawnych jest niemal niemożliwe, a przynajmniej trudne do realizacji.
Ważna w przypadku doboru akumulatorów jest też ilość cykli ładowania. Zwykły przeciętny akumulator samochodowy może pochwalić się żywotnością około 200 cykli. To naprawdę niewiele w przypadku ładowania i rozładowywania akumulatorów podczas pracy z elektrownią wiatrową i odbiornikami. Tyle, że zwykły akumulator samochodowy ma inną charakterystykę pracy. On praktyczne cały czas jest naładowany. Tylko w momencie rozruchu ma dostarczyć dużą ilość energii, a potem już cały czas jest ładowany. Główną cechą akumulatora samochodowego jest dostarczenie dużego prądu rozruchowego w bardzo krótkim czasie. Elektrownie wiatrowe podczas pracy z odbiornikami wykazują się zupełnie innymi cechami. Często występuje sytuacja, kiedy akumulatory rozładują się i przez jakiś czas nie ma wiatru. Akumulator samochodowy bardzo by ucierpiał. Dlatego dla elektrowni wiatrowych lepsze są akumulatory przemysłowe, np takie jak do wózków widłowych. To tzw. akumulatory trakcyjne. Mają one więcej cykli ładowania (niektóre nawet do 1000). Ponadto mogą pozostawać, bez szkody, w stanie permanentnego rozładowania przez kilka, kilkanaście dni. Akumulatory takie mają najczęściej oznaczenie AGM. Wskazuje to na akumulatory głębokiego rozładowania. Są dostępne na rynku jeszcze inne akumulatory o bardzo dobrych właściwościach i o cyklach ładowania wynoszących nawet ponad 3000, ale niestety są bardzo drogie i nie posiadają zwykle dużej pojemności. Czasem spotyka się akumulatory żelowe. Elektroniczny kontroler elektrowni nie rozpoznaje rodzaju podłączonych akumulatorów i przy osiągnięciu zbyt wysokiego napięcia, po prostu przerywa ładowanie. Takich akumulatorów nigdy nie uda się naładować, nie nadają się. Zaznaczam, że pełną odpowiedzialność za rodzaj akumulatorów ponosi ich sprzedawca. Powinien on być świadomy, do jakich celów chcecie je wykorzystywać, w jakich warunkach będą pracowały i jakie mają mieć właściwości. Jest to szczególnie ważne, ponieważ akumulatory są drogie i ewentualne roszczenia gwarancyjne powinny być uzasadnione prawidłową eksploatacją.
Czasami do najprostszych instalacji można użyć stare i wyeksploatowane akumulatory samochodowe. Takie można pozyskać już nawet za 30zł/szt. Nie posłużą długo do gromadzenia energii, ale przynajmniej dają stabilizację napięcia i umożliwiają zasilanie odbiorników, kiedy elektrownia wiatrowa pracuje. A jeśli elektrownia nie pracuje, to co wtedy? Ano wtedy powiem żartując,… głodno, chłodno i do domu daleko....

8) Ile kosztuje mała elektrownia wiatrowa?

Trudno mi tu dokładnie określić cenę zestawu energetycznego. Jest to uwarunkowane przede wszystkim wielkością mocy generatora oraz ilością i jakością akumulatorów, jak również ilością przetwornic 12V/230V. Nie bez znaczenia pozostaje rodzaj i wysokość masztu. Ale abyście nie pozostali bez odpowiedzi na to pytanie, podam całkowity koszt elektrowni wiatrowej wraz z urządzeniami towarzyszącymi (nie wliczam tu ceny ogniw fotowoltaicznych, buforowo wspierających ładowanie akumulatorów), którą 3,5 roku temu zainstalowałem na swojej posesji na maszcie 5-metrowej wysokości, osadzonym do więźby dachowej. Dzięki takiemu rozwiązaniu, nie musiałem załatwiać żadnych zezwoleń. Otóż:

– generator o mocy 5 kW wytwarzający prąd o napięciu 24 V ... 38 000 PLN
– akumulator 24 V szt. 6 ….…… 7 200 PLN 
– maszt rurowy szt. 1 ……… 850 PLN
– przetwornica szt. 3 ……… 1 800 PLN 
– pozostałe elementy do montażu ……… 400 PLN        
Razem:            48 250 PLN  

Z moich wyliczeń wynika, że ta inwestycja zamortyzuje się w ciągu 5 lat.

Zdaję sobie sprawę z tego, że niniejsze opracowanie nie wyczerpuje tematu. Dlatego też z chęcią odpowiem na każde Wasze pytania związane z małymi przydomowymi elektrowniami wiatrowymi.

Satyr

Źródło: http://generatory-wiatrowe.pl/