Mała elektrownia wiatrowa przy domu brzmi kusząco, szczególnie jeśli zależy nam na ograniczeniu poboru energii z sieci. Nie każda działka jest jednak dobrym miejscem dla takiej instalacji. Wiatrak potrzebuje przede wszystkim swobodnego przepływu powietrza, dlatego drzewa, sąsiednie budynki, dach domu czy wysoki żywopłot mogą bardzo mocno ograniczyć jego wydajność.
Jaki wiatrak wybrać do ogrodu? Nie patrz tylko na moc
Najpopularniejsze są turbiny o poziomej osi obrotu, zwykle wyposażone w trzy łopaty. To konstrukcje o wysokiej sprawności, ale wymagają przestrzeni oraz możliwości ustawiania wirnika zgodnie z kierunkiem wiatru. Alternatywą są turbiny o pionowej osi obrotu, które lepiej radzą sobie ze zmiennym kierunkiem wiatru i mogą pracować ciszej, jednak zazwyczaj mają niższą sprawność, szczególnie przy słabym wietrze.
Przy wyborze urządzenia nie warto sugerować się wyłącznie napisem „2 kW” czy „3 kW”. Moc nominalna jest osiągana dopiero przy stosunkowo silnym wietrze, podczas gdy przez dużą część roku turbina pracuje przy znacznie mniejszych prędkościach. Znacznie więcej mówi więc krzywa mocy pokazująca, ile energii urządzenie produkuje przy wietrze o prędkości około 3–7 m/s. Właśnie w takich warunkach przydomowy wiatrak będzie pracował najczęściej.
Gdzie ustawić wiatrak w ogrodzie? Drzewa i dom mogą zabrać sporą część energii
To właśnie lokalizacja może przesądzić o powodzeniu całej inwestycji. Najlepsze miejsce dla przydomowej turbiny wiatrowej znajduje się na otwartym terenie, możliwie daleko od wysokich drzew, budynków i innych przeszkód. Powietrze przepływające za nimi staje się turbulentne, zmienia kierunek i prędkość, przez co turbina produkuje mniej energii, a jej elementy są bardziej obciążone.
Z tego powodu niewielki wiatrak zamontowany tuż nad dachem nie zawsze jest tak dobrym rozwiązaniem, jak może się wydawać. Dach ułatwia montaż i pozwala wynieść urządzenie wyżej, ale wokół budynku powstają silne zawirowania powietrza, a dodatkowym problemem mogą być drgania przenoszone na konstrukcję domu. Pod względem produkcji energii korzystniejszy jest zazwyczaj wolnostojący maszt, szczególnie na większej działce w otwartym terenie. Maszt o wysokości około 10–12 m może w odpowiednich warunkach zapewnić nawet dwu- lub trzykrotnie większy roczny uzysk niż turbina zamontowana na dachu tego samego domu.
Ile prądu daje przydomowa turbina wiatrowa?
Tutaj łatwo przecenić możliwości małych urządzeń. Na przeważającym obszarze Polski średnia prędkość wiatru wynosi około 2,8–3,5 m/s, a korzystniejsze warunki występują między innymi nad morzem i w części północno-wschodniej Polski. Do tego dochodzą lokalne różnice wynikające z ukształtowania terenu oraz zabudowy.
Przy średnich prędkościach wiatru rzędu 3–5 m/s turbina z wirnikiem o średnicy około 2 m może osiągać przeciętną moc mniej więcej 50–150 W, przy czym w otoczeniu zabudowanym wynik będzie zwykle bliższy dolnej granicy. Jeśli średnia moc wyniesie 150 W, w ciągu doby można uzyskać około 3,6 kWh energii. To pokazuje, dlaczego niewielkiej turbiny nie należy traktować jak urządzenia, które samodzielnie zasili cały dom.
Znacznie rozsądniej patrzeć na nią jako na dodatkowe źródło energii, które może wspomagać instalację fotowoltaiczną, podgrzewanie wody czy zasilanie odbiorników o niewielkim poborze. Wiatr ma przy tym ważną zaletę – często jest silniejszy właśnie zimą, gdy produkcja energii ze słońca spada.
Czy przydomowa elektrownia wiatrowa się opłaca?
W typowej zabudowie podmiejskiej odpowiedź nie zawsze będzie korzystna. Kompletny zestaw o mocy 2–3 kW zamontowany na maszcie, wraz z osprzętem i magazynem energii, może kosztować około 30–60 tys. zł, natomiast realny uzysk jest mocno uzależniony od lokalizacji. Dobrze ustawiona turbina 2 kW może wyprodukować około 1000 kWh rocznie, ale w słabszych warunkach wynik będzie niższy.
Najwięcej sensu przydomowa turbina ma więc na otwartej, wietrznej działce, szczególnie tam, gdzie zabudowa jest rozproszona i możliwe jest ustawienie odpowiednio wysokiego masztu. Ciekawym rozwiązaniem może być także połączenie wiatraka z fotowoltaiką, ponieważ oba źródła częściowo się uzupełniają – panele produkują najwięcej latem i w dzień, a wiatr może dostarczać energię również nocą oraz w miesiącach zimowych.
Przed montażem trzeba również sprawdzić formalności. W zależności od wysokości całej konstrukcji instalacja może nie wymagać dodatkowych procedur albo może być konieczne zgłoszenie, a przy większych konstrukcjach również pozwolenie na budowę. Warto także sprawdzić miejscowy plan zagospodarowania przestrzennego.
Wiatrak przy domu? Najpierw oceń działkę
Przydomowa elektrownia wiatrowa może być dobrym uzupełnieniem domowego systemu energetycznego, ale nie jest uniwersalnym sposobem na tanie rachunki za prąd. Najważniejsze są realna wietrzność, otwarty teren, wysokość turbiny i brak przeszkód zakłócających przepływ powietrza. Jeśli działkę otaczają wysokie drzewa i gęsta zabudowa, nawet mocna turbina może produkować niewiele. Na otwartym, wietrznym terenie sytuacja wygląda zupełnie inaczej i właśnie tam warto poważniej rozważyć taką inwestycję.
