Mała turbina wiatrowa – co trzeba wiedzieć? 

• Według nowego programu dofinansowań małe elektrownie wiatrowe mogą mieć nawet do 30 m wysokości.
• Warunki wiatrowe w Polsce są bardzo zróżnicowane. 
• Energetyka wiatrowa może, ale nie musi produkować więcej energii niż energetyka słoneczna. Wszystko zależy od średniej prędkości wiatru. 

Fotowoltaika stała się już znajoma i występuje powszechnie, na rynku mamy różnorodność dostępnych technologii, a większość osób rozumie jak wygląda funkcjonowanie takiej instalacji w domu. Energetyka wiatrowa jest w tym zestawieniu bardzo świeża, egzotyczna i może wydawać się nieprzystępna. Do tej pory kojarzyła się z odległymi wiatrakami na polach i z dyskusjami na temat morskich farm wiatrowych. Jak może wyglądać domowe wykorzystanie tej technologii?

Jak mała jest mała turbina wiatrowa?

Niestety myśląc o wykorzystaniu turbin wiatrowych w domu, trzeba liczyć się z tym, że urządzenie wcale nie jest takie małe. Przykładowe urządzenie o mocy 5 kW może być wyposażone w łopatki o rozpiętości około 4 metrów. Dodatkowo należy je zamontować na maszcie o wysokości nawet kilkunastu metrów. W powstającym programie dofinansowania mikroinstalacja nie może przekraczać łącznej mocy 50 kW, a urządzenia muszą być niższe niż 30 m. Trudno więc tutaj mówić o możliwości zainstalowania takiej turbiny w niewielkim ogródku. 

W przypadku mniejszych turbin, o mocy kilkuset watów, możliwy jest montaż na dachu budynku, na przykład na kominie. Tak niewielkie instalacje nie przyczynią się jednak w dużym stopniu do pokrycia zapotrzebowania energetycznego budynku. Nie warto jednak porzucać myślenia o wykorzystaniu energetyki wiatrowej w gospodarstwie domowych. Turbiny mają wiele zalet i doskonale uzupełniają pracę instalacji PV – mogą produkować energię nocą, kiedy fotowoltaika siłą rzeczy nie działa. 

Dostępne technologie

Tematyka małych elektrowni wiatrowych jest jeszcze stosunkowo nowa na polskim rynku. Dlatego na razie nie ma dużego wyboru dostępnych technologii. W trakcie rozwoju rynku różnorodność oferowanych turbin powinna wzrosnąć. Czekamy również na rozwinięcie się rynku falowników wiatrowych i innych niezbędnych części takich instalacji.

Turbiny wiatrowe można podzielić na urządzenia z pionową i poziomą osią obrotu. Elektrownie z poziomą osią obrotu, czyli HAWT (ang. Horizontal Axis Wind Turbines) występują zdecydowanie częściej i mają konstrukcję znajomą z dużych farm wiatrowych. Elektrownie z pionową osią obrotu, w skrócie VAWT (ang. Vertical Axis Wind Turbines) są zdecydowanie rzadziej spotykane. Zwykle są to urządzenia o mniejszej mocy, często więc znajdują zastosowanie w przydomowych instalacjach. Mogą pracować niezależnie od kierunku wiatru, dlatego w odróżnieniu od HAWT nie potrzebują nakierowania na wiatr.

Gdzie w Polsce wieje?

O ile warunki dla energetyki słonecznej są w całej Polsce podobne, o tyle dla turbin wiatrowych zdecydowanie nie. W wielu miejsca w kraju wiatr wieje raczej słabo, ale w innych przydomowe turbiny wiatrowe mają szansę na rozwój. Dane IMGW wskazują, że pod tym względem całkiem nieźle ma się Pomorze (na przykład okolice Łeby) czy część terenów przy granicy z Czechami (niedaleko Karpacza i Szklarskiej Poręby). Centralna część kraju, na przykład pas pomiędzy Poznaniem a Warszawą również ma tutaj potencjał, czego niestety nie można powiedzieć o większości województwa śląskiego i małopolskiego.

Trzeba jednak pamiętać, że dane o wietrzności w Polsce pochodzą z ograniczonej liczby punktów pomiarowych i w dużej części są wynikiem szacunków i przybliżeń. Przy rozważaniach, czy mała elektrownia wiatrowa ma sens, należy wziąć pod uwagę warunki w konkretnej lokalizacji. Czy turbina wiatrowa się sprawdzi, zależy też od ukształtowania terenu, rodzaju i wysokości zabudowań i wysokości zamontowania urządzenia. 

W przypadku planowania lokalizacji zawodowych elektrowni wiatrowych wykonuje się w wybranych miejscach badania wietrzności. Polegają one na ustawieniu masztu pomiarowego i obserwowaniu prędkości wiatru na różnych wysokościach. Takie badania trwają nawet dwa lata. Oczywiście trudno oczekiwać, że w przypadku przydomowych elektrowni wiatrowych również uda się zebrać tak rzetelne dane. Można jednak samodzielnie wykonać proste pomiary lub uzyskać dane z najbliższej stacji meteorologicznej. 

Kiedy to ma sens? 

Prędkość startowa niewielkich turbin wiatrowych waha się od około 2 do 3 m/s. Przy takiej prędkości wiatru produkcja energii elektrycznej będzie jednak znikoma. W zależności od urządzenia moc znamionową turbina osiąga przy prędkości wiatru około 10 m/s. W wielu miejscach bardziej opłaca się zainwestować w fotowoltaikę. Szacunkowo można ocenić, że 1 kW zainstalowanej mocy PV wytworzy rocznie więcej energiii niż 1 kW turbiny wiatrowej, jeśli prędkość wiatru będzie mniejsza niż 4,4 m/s. 

Program dofinansowań małych elektrowni wiatrowych planowany jest na lata 2024-2029. Dotacje będą pokrywać do 50% kosztów kwalifikowanych na jedną instalację wiatrową lub magazyn energii. Regulamin programu ani termin składania wniosków nie został jeszcze podany. Gdy szczegółowe zasady zostaną, można będzie zacząć myśleć o instalacji. Podsumowując – elektrownie wiatrowe mają potencjał na dobre wpisanie się w system mikroinstalacji. Nie są jednak uniwersalną technologią, która sprawdzi się w każdym miejscu, a do ich zakupu należy podchodzić z rozwagą.