Fotowoltaika to nie jedyne rozwiązanie OZE, które może obniżyć twoje rachunki za prąd. Inna opcja warta przemyślenia to przydomowa elektrownia wiatrowa. Czy takie rozwiązanie się opłaca? Jaki jest koszt budowy instalacji wiatrowej? Jaką turbinę wybrać? Odpowiadamy na najczęstsze wątpliwości. 

Przydomowa elektrownia wiatrowa – czy to się opłaca?

Przydomowa elektrownia wiatrowa nie jest rozwiązaniem, które cieszy się największą popularnością. Być może niesłusznie? 

Kryzys energetyczny, rosnące ceny prądu, ale także prawne rozporządzenia dotyczące budynków w pewien sposób wymuszają inwestycje w niskoemisyjną, niezależną energetykę. Te aspekty zapewniają odnawialne źródła energii. Wśród polskich prosumentów zdecydowanie największą popularnością cieszy się fotowoltaika – aż 99,9% osób, które wytwarzają własną energię zdecydowały się na inwestycje w panele PV. 

Na mikroinstalacje wiatrowe zdecydowało się zaledwie kilkadziesiąt gospodarstw domowych, co w porównaniu do 1,1 mln instalacji PV jest bardzo mała liczbą. Jednak z roku na rok energia wiatrowa w Polsce rozwija się coraz dynamiczniej. Co prawda, chodzi przede wszystkim o elektrownie wieloskalowe, ale ogromne wiatraki mogą być z powodzeniem dostosowane do mniejszych potrzeb energetycznych. 

Turbina sprawdzi się jako główne źródło energii dla domu energooszczędnego albo w roli dodatkowego źródła zasilania, w szczególności w przypadku budynków znajdujących się daleko od sieci energetycznej lub zmagają się z przerwami w dostawie prądu. Co więcej, to rozwiązanie dedykowane nie tylko gospodarstwom domowym. Mikroinstalacje domowe mogą służyć również gospodarstwom rolnym, biurowcom czy budynkom użyteczności publicznej. Przydomowa elektrownia wiatrowa może służyć do ogrzewania ciepłej wody użytkowej lub ogrzewania elektrycznego, w tym ekologicznej pompy ciepła. 

Jednak zanim zaczniesz poważnie zastanawiać się nad inwestycją w elektrownie wiatrową, warto zadać sobie te pytania:

• Czy mieszkasz w regionie, w którym spełnione są wystarczające warunki wiatrowe?
• Ile energii elektrycznej chcesz produkować? 
• Czy masz wystarczająco miejsca na działce, aby postawić wiatrak?

Warunki wiatrowe w Polsce

Przydomowa elektrownia wiatrowa może okazać się korzystnym rozwiązaniem, pod warunkiem, że mieszkasz w regionie o odpowiednich warunkach wiatrowych. W Polsce przypada około 250 dni wietrznych w roku,  średnia prędkość wiatru wynosi 3-4 m/s, co jest optymalnym wynikiem dla rozwoju energii wiatrowej. Zdecydowanie bardziej intensywny powiewy wiatru występują późną jesienią, zimą i wczesną wiosną, najmniejsze latem i wczesną jesienią. 

Jeżeli chodzi o zróżnicowanie względem regionów kraju, decydowanie najelpsze warunki dla wiatraków panują w północnej i środkowej części kraju. Najlepsze tereny dla rozwoju energetyki wiatrowej to: 

• wybrzeże Morza Bałtyckiego, a dokładnie Wybrzeże Słowińskie i Pobrzeże Gdańskie;  
• region wyspy Uznam i Wolin (Pobrzeże Szczecińskie); 
• Suwalszczyzna;  Mazowsze i środkowa część Pojezierza Wielkopolskiego;  
• Beskid Śląski i Żywiecki i Bieszczady;  
• Dolina Sanu od granic państwa po Sandomierz (Kotlina Sandomierska). 

Dobre warunki panują również na obszarze:

• Wyżynny Kielecko-Sandomierskiej;
• Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej;
• Wyżyny Śląskiej;
• Wyżyny Lubelskiej. 

Obszary o niekorzystnych wiatrach dla inwestycji w turbiny wiatrowe to kotliny śródgórskie:

• Jeleniogórska, 
• Nowosądecka, 
• Tarnowska,
  Raciborska. 

Źródło danych: Mapa wietrzności Polski (2015).

Jak działa przydomowa elektrownia wiatrowa?

Produkcja prądu za pomocą domowej elektrowni wiatrowej wygląda w zasadzie tak samo, jak w przypadku wielkoskalowych instalacji. Kiedy wiatr trafia na opór łopaty turbiny, sprawia, że wirnik zaczyna się obracać. Wówcza energia kinetyczna mas powietrza zmienia się w energię mechaniczną, która następnie jest przekazywana do generatora. To urządzenie wytwarza prąd w podobny sposób co prądnica czy alternator. Kolejno energia elektryczna jest przekazywana do budynku za pomocą falownika. Przydomową elektrownie wiatrową, tak samo jak fotowoltaikę, można dołączyć do sieci energetycznej w systemie on-grid, aby sprzedawać część wytworzonej energii. 

Przydomowa elektrownia wiatrowa składa się z: 

• turbiny wiatrowej, 
• licznika, 
• okablowania, 
• akumulatora (jeśli decydujemy się na instalację off-grid). 

Ile prądu wytwarza przydomowa turbina wiatrowa?

To wszystko zależy od rozwiązania, na które się zdecydujemy. Na ilość wyprodukowanego prądu wpływa:

• rodzaj wiatraka, 
• moc i efektywność instalacji, 
• warunki wiatrowe (prędkość wiatru, ilość wietrznych dni). 

Domowe turbiny wiatrowe wahają się w przedziale mocy od 500 W do 50 kW. Elektrownia o mocy 500 W nie wystarczy na wytworzenie prądu dla całego domu – to rozwiązanie, jeśli chcemy zasilić pojedyncze elementy domu. Z kolei wiatrak o mocy 50 kW stosuje się zazwyczaj w przypadku instalacji on-grid i sprzedaży energii do sieci. 

Standardowo, aby pokryć większość potrzeb energetycznych gospodarstwa domowego, należy zainwestować w turbinę o mocy 3 lub 5 kW. Pierwsza opcja to wystarczająco, aby obsłużyć mały sprzęt AGD, zapewnić oświetlenie i podgrzanie ciepłej wody użytkowej. Turbina o mocy 5 kW może dodatkowo wspomóc instalację centralnego ogrzewania. 

Jak obliczyć ile energii energetycznej wyprodukuje turbina w ciągu roku? 

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

Biorąc pod uwagę, że statystycznie w Polsce jest 250 wietrznych dni w roku, a wiatr będzie wiał przez całą dobę to turbina o mocy 5 kW powinna w ciągu roku wyprodukować 7500 kWh energii. 

Jaką turbinę wiatrową wybrać?

W przypadku mikroinstalacji wiatrowych są dostępne dwa typy turbin: turbina o poziomej osi obrotu (HAWT) oraz turbina o pionowej osi obrotu (VAWT). Czym się charakteryzują?

Turbina o poziomej osi obrotu (HAWT) to najczęściej wybierana opcja. To właśnie one pierwsze przychodzą na myśl, kiedy wspominamy o turbinach wiatrowych. Ich wirniki są zwykle trójpłatowe, ale spotyka się także takie z dwoma lub jedną łopatą. Zalety HAWT to mniejsza masa wirnika i niższe koszty inwestycyjne, a także prosty montaż. Jednak aby uzyskać podobne uzyski do wirników trójpłatowych, potrzebuje ona większej prędkości obrotowej. Wpływa to na produkowanie większego hałasu.

Tego problemu nie ma w przypadku turbiny o pionowej osii obrotu (VAWT). Najpopularniejsze z nich to turbiny z wirnikiem Darrieus’a. Posiadają one dwie lub trzy łopaty o stałej cięciwie i symetrycznym profilu, które są umocowane na pionowym wale, skręcone i wygięte w płaszczyźnie osi turbiny. Do jej zalet należy cicha praca i brak silnych drgań. Jest także bezpieczna dla ptaków. Z drugiej strony to turbina o większej masie i mniejszej wydajności, a w dodatku wiąże się z większymi kosztami inwestycji. 

Wady i zalety mikroinstalacji wiatrowej 

Do zalet mikroinstalacji wiatrowej należą:

• prosta obsługa i montaż, 
• możliwość samodzielnej budowy, 
• produkowanie prądu przez większą część roku (również w zimie i w nocy), 
• możliwość magazynowania energii, 
• możliwość sprzedawania nadwyżek energii, 

Wady przydomowej elektrowni wiatrowej to:

• wysoki koszt inwestycji, który zwróci się dopiero po kilkunastu latach, 
• konieczność zainwestowania w akumulatory do przechowywania nadwyżek prądu, 
• różna wydajność w zależności od regionu i warunków wietrznych. 

Elektrownia wiatrowa czy fotowoltaika? 

W tym wypadku ponownie należy zastanowić się nad kwestiami, które pojawiły się na początku artykułu, czyli nad: zakresem potrzeb energetycznych, warunkami pogodowymi w swoim regionie oraz miejscem na instalację. Z pewnością zaletą mikroinstalacji wiatrowej jest fakt, że produkuje prąd w okresie, gdzie nasłonecznienie spada (w zimie) albo nie ma go wcale (w nocy). Jednak warto pamiętać, że ogniwa fotowoltaiczne są w stanie gromadzić energię każdego dnia – niezależnie od zachmurzenia. 

• Dowiedz się więcej: Obalamy mity: fotowoltaika nie produkuje prądu zimą. Sprawdź, jak przygotować instalacje PV na nadchodzące mrozy.

Formalności – czy przydomowa elektrownia wiatrowa wymaga pozwolenia na budowę?

W przypadku przydomowej elektrowni o mocy mniejszej niż 40 kW, której wysokość nie jest większa niż 3 m, nie przekracza obrysu budynku o 3m i nie ingeruje w konstrukcję budynku pozwolenie na budowę nie jest wymagane. Wyłączeniem są sytuacje, w których mikroinstalacja ingeruje w konstrukcję dachu lub będzie przekraczać wskazaną wysokość. Co istotne, brak konieczności uzyskania pozwolenia na budowę nie wyklucza faktu, że przydomowa instalacja wiatrowa musi być zgłoszona w Urzędzie Gminy. 

• Przeczytaj także o nadchodzących zmianach w prawie budowlanym. 

A co z podłączeniem do sieci? Jeżeli planujesz korzystać z energii wyprodukowanej przez przydomową elektrownię wiatrową lub samodzielnie ją magazynować – nie musisz spełniać osobnych wymogów prawnych. Inaczej jest w przypadku, gdy decydujesz się sprzedawać nadwyżkę energii do zakładu energetycznego. Wówczas potrzebna jest koncesja na produkcję i sprzedaż prądu, a także otrzymać warunki przyłączenia do sieci. 

Dofinansowania przydomowej elektrowni wiatrowej 

O dotację na wybudowanie przydomowej elektrowni wiatrowej znacznie trudniej niż dofinansowanie instalacji fotowoltaicznej. Jednak możesz skorzystać z kredytów lub pożyczek, które pomogą ci sfinansować instalację. 

Źródła: enrad.pl, muratorplus.pl, fachowyelektryk.pl 

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.