Fotowoltaika i turbiny wiatrowe w jednym to połączenie oferowane przez modułowy system PowerNEST. Sprawdzona i wielokrotnie nagradzana technologia pozwala na pokrycie 100% potrzeb energetycznych budynków. Co daje PowerNest tak duże możliwości?

Fotowoltaika i turbiny wiatrowe PowerNest

Fotowoltaika i turbiny wiatrowe PowerNest to połączenie, które daje od 6 do 10 razy więcej energii niż same panele słoneczne zamontowane na tej samej powierzchni. Kluczem do wydajności systemu jest zastosowanie rzędu turbin wiatrowych o pionowej osi i mocy 3 kW przykrytych dwustronnymi panelami słonecznymi.

Fotowoltaika jest chłodzona powietrzem z pracy turbiny, co poprawia pracę paneli o 10 do 15%. Wnętrze obudowy jest białe, co ułatwia odbijanie paneli słonecznych – przy zastosowaniu dwustronnych paneli podnosi to efektywność rozwiązania o kolejne 20 do 30% w stosunku do konwencjonalnego montażu PV na tej samej powierzchni. 

Turbiny generują energię już przy najsłabszych podmuchach wiatru – od 2 do 15 m/s. Modułowa i specjalnie zaprojektowana konstrukcja pozwoliła twórcom na zastosowanie zjawiska fizycznego zwanego efektem Venturiego – turbiny oddziałują na siebie, co znacznie przyspiesza prędkość wiatru.

– PowerNest przyspiesza przepływ wiatru do turbin, 4-krotnie zwiększając ich wydajność, ale także zwiększa moc wyjściową modułów słonecznych o 30% do 40%, kierując wiatr w celu aktywnego chłodzenia paneli od dołu — powiedział w wywiadzie dla PV Magazine dyrektor generalny Ibis Power (spółki odpowiedzialnej za PowerNest) Alexander Suma.

Wymiary każdego modułu to 7,2 m długości, 7,2 m szerokości i 4,8 m. wysokości. 

Minimalna powierzchnia płaskiego dachu pod montaż to 50 m2. Instalacja systemu zajmuje z reguły jeden dzień. Dlaczego PowerNest produkuje aż 10 razy więcej energii niż panele na tej samej powierzchni? Aby zrozumieć zasadę działania systemu, najlepiej spojrzeć na konkretne realizacje. 

Fotowoltaika i turbina wiatrowa – przykład działania

Fotowoltaika i turbina wiatrowa PowerNest to system przeznaczony szczególnie do budynków o średniej i dużej wysokości. Preferowana wysokość montażu, która pozwala maksymalnie skorzystać z potencjału wiatru, to pięć pięter i więcej, chociaż PowerNest bez problemu sprawdza się także na niższych budynkach. 

Flagowym przykładem realizacji jest budynek HaasjeOver w holenderskim mieście Eindhoven, na którym znajduje się 10 modułów PowerNest.

Na dachu wykorzystano 240 dwustronnych paneli słonecznych o mocy 396 W i 56 jednofazowych paneli o mocy 335 W, co daje roczną moc wyjściową 116 MWh. Cztery turbiny wiatrowe o mocy 3 kW i rocznej produkcji 24 MWh wraz z fotowoltaiką dają łączną produkcję energii słonecznej i wiatrowej do poziomu 140 MWh/rok. Pokrywa to 85% zapotrzebowania energetycznego budynku w Eindhoven. 

Instalacja wykorzystuje 100% dachu i jest umieszczona nieco ponad jego powierzchnią. PowerNest zwiększa wysokość budynku i rozszerza się od podstawy, co pozwala na zmieszczenie większej ilości paneli. 

– Dach przed instalacją PowerNest miał miejsce jedynie na około 40 paneli słonecznych, które trzeba było zmieścić między rurami wentylacyjnymi, innymi przeszkodami, krawędziami dachu i ich cieniem. Generowałoby one jedynie od 11 do 12 MWh rocznie, czyli 10 razy mniej niż w przypadku PowerNEST – powiedział dyrektor generalny Ibis Power Alexander Suma w wywiadzie dla PV Magazine.

Moduły PowerNest zaprojektowane są z myślą o działaniu od 20 do 50 lat. System jest pomyślany jako przyjazny dla ptaków, ale nie zachęcający zwierząt do zakładania gniazd. Pozwala na całoroczną produkcję energii i zwraca się w czasie od 5 do 10 lat. PowerNest pozwala na zastąpienie generatora Diesla i działa na zasadzie plug-and-play – moduł wystarczy podpiąć do przyłącza na dachu budynku.

Ile kosztuje instalacja tego typu i jakie inne technologie pozwalają na jednoczesne wykorzystanie potencjału energii wiatrowej i słonecznej?

Hybrydowe i innowacyjne OZE

Instalacja w Eindhoven została zaprojektowana i dostarczona pod klucz za 800 tys. euro, czyli 3 miliony 765 tysięcy złotych. Twórcy PowerNest spodziewają się, że koszty będą maleć wraz z realizacją kolejnych zamówień. Obecnie firma ma już kolejnych 12 zleceń w Holandii i planuje ekspansję w Europie oraz Stanach Zjednoczonych. 

Podobne rozwiązanie, chociaż na mniejszą skalę, oferuje bezłopatkowa turbina wiatrowa Aeromine Technologies. W przeciwieństwie do hałaśliwych turbin wiatrowych, których zasada działania opiera się na obracających się łopatach wirnika, turbina Aeromine nie ma łopatek i zajmuje zaledwie 10% powierzchni dachu wymaganej do montażu paneli słonecznych. Stacjonarna, cicha i wytrzymała jednostka Aeromine generuje energię przez całą dobę przy każdej pogodzie. 

Ta bezłopatkowa turbina wiatrowa generuje o połowę więcej energii niż fotowoltaika (tyle co 16 paneli)

W styczniu 2023 roku ruszy także pełnoskalowa komercyjna produkcja Wind-Powered Microgrid. Innowacyjna technologia stanowi połączenie dachowej turbiny wiatrowej, paneli słonecznych i magazynu energii. Mikrosieci tego typu mogą stać się przyszłością energetyki, także w Polsce. 

Dachowa turbina wiatrowa z panelami słonecznymi i magazynem energii wchodzi do masowej produkcji

Francuski startup Unéole opracował z kolei hybrydowy system energetyczny, który łączy energię słoneczną i wiatrową. Turbiny wiatrowe zostały pokryte fotowoltaicznym dachem, aby zmaksymalizować produkcję OZE. Czy to idealny rozwiązanie dla energii odnawialnej?

Unéole łączy energię wiatrową i słoneczną. Idealny system energii odnawialnej?

źródło: ibispower.eu, PV Magazine,  zdjęcia: ibispower.eu

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.