Mała elektrownia wiatrowa – czy falownik fotowoltaiczny będzie do niej pasował?

• Różnice między wykorzystaniem fotowoltaiki i małych elektrowni wiatrowych. 
• Czy da się podpiąć falownik fotowoltaiczny do turbiny wiatrowej?
• Czy przydomowa elektrownia wiatrowa w Polsce ma w ogóle sens?

Małe turbiny wiatrowe, chociaż mają pełnić podobną funkcję, jak przydomowa fotowoltaika, wymagają zastosowania odmiennego podejścia. Oczywiste różnice polegają na obecności obracającego się rotora i łopat, które w zależności od mocy turbiny mogą mieć rozpiętość nawet kilku metrów. Do nieoczywistych zalicza się konieczność wyposażenia instalacji w specjalną aparaturę, w tym dostosowany falownik, który umożliwi zużycie wyprodukowanej energii w domu.

Czytaj więcej: Domowe elektrownie wiatrowe doczekały się wsparcia

Po co falownik?

Falowniki w instalacjach fotowoltaicznych odpowiadają za konwersję prądu stałego (DC) produkowanego przez panele słoneczne, w prąd zmienny (AC) o odpowiedniej częstotliwości, który może być zużyty przez urządzenia domowe. Falownik fotowoltaiczny przystosowany jest do pracy przy stabilnym napięciu, jakie gwarantuje fotowoltaika. 

Wprawdzie turbiny wiatrowe o mocy kilku kilowatów najczęściej generują prąd zmienny, jednak o innych częstotliwościach niż napięcie sieciowe, dlatego nie można korzystać z niego bezpośrednio. Prąd produkowany przez turbinę należy najpierw wyprostować, a dopiero potem przetworzyć na prąd zmienny o odpowiednich parametrach. 

Energetyczny Talkshow Redakcji GLOBENERGIA, w którym poruszamy ten temat:

Czy falownik fotowoltaiczny się nada?

Może się wydawać, że w takim razie podpięcie turbiny do falownika fotowoltaicznego przez prosty mostek prostowniczy to dobry pomysł. Tutaj jednak uwydatnia się duża różnica w działaniu turbin wiatrowych i paneli słonecznych. Napięcie generowane przez turbinę wiatrową jest silnie zależne od prędkości obrotowej wirnika i bardzo dynamicznie się zmienia, w zależności od prędkości wiatru. Ze względu na to, że falowniki fotowoltaiczne są przystosowane do pracy przy stabilnym napięciu, po podłączeniu do turbiny wiatrowej nie będą gwarantowały stabilnej pracy. Częste zmiany napięcia i bezwładność konstrukcji turbiny mogą sprawić, że falownik będzie na przemian powodował jej wyhamowanie i start. Żeby tego uniknąć, falowniki stosowane w instalacjach wiatrowych muszą wiedzieć, jak odpowiednio obciążyć turbinę w zależności od napięcia. Urządzenia przeznaczone do instalacji fotowoltaicznych nie są więc dobrym rozwiązaniem. 

Ze względu na to, że małe turbiny wiatrowe nie są w Polsce popularne, na rynku nie ma niestety zbyt wielu dedykowanych falowników. Jeśli pojawią się dofinansowania i więcej osób zacznie interesować się pozyskiwaniem energii z wiatru, odpowiednie rozwiązania szybko powinny się pojawić.

Czy przydomowa turbina wiatrowa ma w ogóle sens?

Warunki wiatrowe w Polsce są bardzo zróżnicowane. W wielu lokalizacjach w kraju instalacja małej turbiny jest zupełnie nieuzasadniona ekonomicznie, a zainstalowanie elektrowni wiatrowej o mocy 1 kW pozwoli na uzyskanie mniejszej ilości energii, niż taka sama moc fotowoltaiki. Szacuje się, że prędkość wiatru, przy której zyski z małej turbiny wiatrowej są porównywalne do zysków z fotowoltaiki o takiej samej mocy, to 4,4 m/s. Warunki wiatrowe mogą różnić się znacząco nawet na małym terenie, bo wpływ na nie ma nie tylko prędkość wiatru, ale też ukształtowanie terenu, rodzaj i gęstość zabudowy, a także wysokość nad poziomem terenu. Dlatego inwestycja w małą elektrownię wiatrową powinna być poprzedzona możliwie dokładną analizą warunków w konkretnej lokalizacji. 

Energetyka wiatrowa pozostanie więc prawdopodobnie dużo mniej popularna od fotowoltaiki, grając uzupełniającą rolę w lokalizacjach, w których warunki na to pozwolą.