Elektrownia wiatrowa - przydomowa.pdf
(
927 KB
)
Pobierz
078_082_LD_08_elektrownieGR.qxd
NA BUDOWIE
instalacje
na własny
pr¹d
Jeœli zdarzaj¹ ci siê
czêste przerwy
w dostawie pr¹du,
lub twój dom jest daleko od sieci
energetycznej, pomyœl o własnej
elektrowni na wiatr.
Elektrownia
wiatrowa z pozio-
m¹ osi¹ obrotu.
Wiatrak taki mo¿e
siê obracaæ w ten
sposób, by wyko-
rzystanie siły wia-
tru było najefek-
tywniejsze
w
TEKST
DR IN¯. GRZEGORZ
BARZYK
(RZECZOZNAWCA
ENERGETYCZNY SEP), ANNA
GRUNWALD
w
słu¿yæ jako dodatkowe Ÿródło energii,
które w pewnym stopniu uniezale¿nia od
sieci lokalnego dystrybutora energii elek-
trycznej. Najlepiej sprawdzaj¹ siê jako zasilanie do-
mów „niskoenergetycznych” – bardzo dobrze ocie-
plonych, które potrzebuj¹ małej iloœci pr¹du. Elek-
trownie wiatrowe staj¹ siê coraz bardziej popular-
ne, a zainteresowanie nimi mo¿e w przyszłoœci jesz-
cze wzrosn¹æ, bo do prawa polskiego wprowadzana
jest obecnie Dyrektywa Unii Europejskiej nr
2002/91/WE, według której w budynkach no-
wych oraz starych – gruntownie remontowanych
– projektant bêdzie musiał uwzglêdniæ w doku-
mentacji budynku zastosowanie energii pocho-
dz¹cej z odnawialnych Ÿródeł energii (OZE). Po-
niewa¿ elektrownie wiatrowe mog¹ działaæ prak-
tycznie wszêdzie, œwietnie nadaj¹ siê do spełnienia
tego warunku.
Przydomowa elektrownia wiatrowa
mo¿e do-
starczaæ pr¹d na potrzeby odbiornika auto-
nomicznego (wydzielonego), czyli działaj¹cego
niezale¿nie od sieci elektroenergetycznej. Mo¿e
nim byæ albo:
w
wydzielony obwód w domu, zwykle niskonapiê-
ciowy (np. obwód oœwietleniowy czy obwód
ogrzewania podłogowego wspomagaj¹cego ogrze-
wanie domu), działaj¹cy niezale¿nie od pozostałej
instalacji elektrycznej w domu – zasilanej z kon-
wencjonalnej sieci elektroenergetycznej, albo
w
cała instalacja domowa, odł¹czana od sieci ener-
getycznej na czas korzystania z energii wytworzo-
nej przez przydomow¹ elektrowniê, albo w ogóle
niepodł¹czona do sieci elektroenergetycznej.
Wiêksze elektrownie wiatrowe
(zwane te¿
siłowniami) przeznaczone s¹ przede wszystkim do
wytwarzania energii, która nastêpnie przekazywa-
na jest do sieci elektroenergetycznej. S¹ one jednak
znacznie dro¿sze od małych – przydomowych.
FIRMY OFERUJ¥CE
SIŁOWNIE WIATROWE:
AC Prim
tel. 022 740 01 35
www.windandpower.com
Enwia
tel. 091 483 19 97 w. 21
www.enwia.pl
Mast
tel. 044 635 01 10
www.mast.com.pl
Metalic
tel. 065 511 73 37
www.metalic.com.pl
Rotal
tel. 091 422 65 87
www.rotal.pl
ILE TO KOSZTUJE
*
Mała, nowa elektrownia wiatrowa o mocy:
100 W
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ok.
150 euro (615 zł)
500 W
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ok.
750 euro (3000 zł)
2-3 kW
. . . . . . . . . . . . . . ponad
2500 euro (10 250 zł)
15 kW
. . . . . . . . . . . . . . . ok.
15 850 euro (65 000 zł)
Im mniejsza moc elektrowni, tym zwykle dłu¿szy czas zwrotu poniesionych kosztów.
*Ceny netto
78
ŁADNY DOM
w
sierpieñ 2006
Sposób
1
RYSUNKI
WAWRZYNIEC
ŒWIÊCICKI
P
rzydomowe elektrownie wiatrowe mog¹
instalacje
ELEKTROWNIA NIEZALE¯NA OD SIECI
Aby podczas bezwietrznej pogody w elektrowni wiatrowej nie zabrakło pr¹du, czêsto stosuje siê tzw. układ hybrydowy, to znaczy poł¹czenie
elektrowni wiatrowej z panelami fotowoltaicznymi oraz nierzadko – z tradycyjnym generatorem spalinowym (
w
1
).
Ze wzglêdu na du¿e wahania mocy dostarczanej przez Ÿródła odnawialne (w tym wiatr) w układach hybrydowych trzeba zastosowaæ dodatkowe
akumulatory. Umo¿liwiaj¹ one gromadzenie nadwy¿ek energii w okresach zmniejszonego poboru i oddawanie jej odbiorcy, kiedy zapotrzebo-
wanie na ni¹ wzrasta.
turbina
wiatrowa
pr¹dnica
z napêdem
spalinowym
ogniwo
fotowoltaiczne
instalacja
elektryczna
w domu
kontroler
ładowania
inwerter
(przetwornica)
12-24 V/ 230 V
tablica
z przeł¹czni-
kiem zasilania
zasilanie z sieci
energetycznej
bateria
akumulatorów
zasilanie odbiorników
niskonapiêciowych
w
1
Układ hybrydowy do zasilania domu. Elementy pokazane na szarej planszy montuje siê w pomieszczeniu gospodarczym lub gara¿u
Wybór wielkoœci i typu elektrowni wiatrowej oraz
okreœlonego rozwi¹zania zale¿y od tego, czemu elek-
trownia ma słu¿yæ; powinien te¿ byæ poprzedzony
badaniami zasobów wietrznoœci i opłacalnoœci inwe-
stycji. Najlepiej w tym celu skorzystaæ z pomocy i opi-
nii fachowców – na przykład z Polskiego Stowarzy-
szenia Energetyki Wiatrowej (www.visventi.org.pl)
lub te¿ Europejskiego Centrum Energii Odnawialnej
EC IBMER (www.ecbrec.pl).
Elementy składowe elektrowni
wiatrowej zwykle sprzedawane s¹
w odpowiednio dobranych kompletach:
a) turbina wiatrowa,
b) akumulator,
c) inwerter (przetwornica)
Urz¹dzenia elektrowni
zainstalowane w pomieszczeniu
gospodarczym w domu
2a
Jak działa elektrownia?
Elektrownie wiatrowe mog¹ wytwarzaæ energiê
elektryczn¹ tylko wtedy, gdy wieje wiatr – i to w do-
datku z prêdkoœci¹ wiêksz¹ od prêdkoœci tzw. star-
towej, poni¿ej której turbina po prostu stoi.
Przydomowe elektrownie wiatrowe s¹ całkowi-
cie niezale¿nymi Ÿródłami energii, w których insta-
luje siê jeden z dwóch rodzajów pr¹dnic:
1) pr¹du stałego,
2) małe, trójfazowe – asynchroniczne.
Elektrownie z pr¹dnic¹ pr¹du stałego (naj-
czêœciej stosowane) mog¹ zasilaæ obiekty, je¿eli s¹
wyposa¿one w regulator napiêcia oraz akumulatory
do gromadzenia energii ( ,
3
2b
2
3
), a jeœli maj¹
w
w
w
2c
sierpieñ 2006 w
ŁADNY DOM
79
2
3
instalacje
w
w
w
dostarczaæ pr¹d przemienny (taki jak w sieci)
– musz¹ mieæ falownik.
Jeœli elektrownie te maj¹ zasilaæ dom mieszkal-
ny, to wspomniane urz¹dzenia składowe umiesz-
cza siê zwykle w pomieszczeniach gospodarczych,
gara¿ach itp.
ELEKTROWNIA WIATROWA Z
POZIOM¥ OSI¥ OBROTU
łopaty wirnika
Rodzaje elektrowni
Moc.
Ze wzglêdu na moc elektrownie wiatrowe
dzieli siê na modele „mikro”, „małe” i „du¿e”.
Do zasilania domów stosuje siê głównie dwa
pierwsze rodzaje.
w
Mikroelektrownie wiatrowe
to modele poni¿ej
100 Watów (W) mocy. U¿ywa siê ich najczêœciej
do ładowania baterii akumulatorów stanowi¹cych
zasilanie obwodów wydzielonych – tam, gdzie nie
ma sieci elektroenergetycznej, lub z jakiegoœ po-
wodu nie chce siê z niej korzystaæ. Takie elektrow-
nie mo¿na wykorzystaæ do zasilania przez akumu-
latory czêœci oœwietlenia domu: pojedynczych
lamp, a nawet poszczególnych pomieszczeñ czy
urz¹dzeñ.
w
Małe elektrownie wiatrowe
to nieco wiêksze
modele o mocy od 100 W do 50 kW. Modele z tej
grupy mog¹ zapewniaæ energiê elektryczn¹ w po-
jedynczych gospodarstwach domowych, a nawet
w małych firmach. W warunkach przydomowych
najpopularniejsze s¹ elektrownie 3-5 kW. Moc
takich elektrowni, wspomagana energi¹ zmagazy-
nowan¹ w akumulatorach, wystarczy nierzadko
do zasilania oœwietlenia, układów pompowych,
sprzêtu i urz¹dzeñ domowych.
w
Du¿e elektrownie wiatrowe
(w praktyce powy-
¿ej 100 kW), oprócz tego, ¿e mog¹ zasilaæ dom, sto-
sowane s¹ przede wszystkim do wytwarzania pr¹du,
który sprzedaje siê sieci elektroenergetycznej. Taka
elektrownia musi spełniaæ szczegółowe wymagania
lokalnego operatora sieci, potrzebna jest te¿ oczywi-
œcie jego zgoda na takie przył¹czenie.
WielkoϾ.
IloϾ energii elektrycznej produkowa-
nej w elektrowni wiatrowej zale¿y głównie od
prêdkoœci wiatru. Ta z kolei zale¿y od wielu czyn-
ników – zarówno klimatycznych, jak i zwi¹zanych
na przykład z wysokoœci¹ usytuowania wiatraka
(im jest on wy¿ej, tym wiêksza produkcja energii).
Współczesne „du¿e” elektrownie wiatrowe
osadza siê na wie¿ach 70-, 80-, a nawet 100- czy
120-metrowych. Małe najczêœciej maj¹ za podsta-
wê maszty od 1,5 m (na dachach) do 15-20 m
nad poziomem gruntu.
Podział ze wzglêdu na inne kryteria.
Podstawo-
wym kryterium podziału elektrowni wiatrowych
jest poło¿enie osi obrotu wirnika, zgodnie z któ-
rym rozró¿niamy dwa rodzaje elektrowni:
wirnik
gondola – mo¿e
zawieraæ zespół
napêdowy, generator,
czêsto te¿ elektronikê
w
2 Przykładowa
budowa
elektrowni
wiatrowej
(na podstawie
elektrowni Enwia)
maszt
tablica
przył¹czeniowa
podstawa
fundamentowa
5,5 m
ZALETY I WADY ELEKTROWNI ZALE¯NIE OD RODZAJU WIATRAKA
Z poziom¹ osi¹ obrotu
Z pionow¹ osi¹ obrotu
du¿y zakres mocy
ciche
du¿y wybór urz¹dzeñ
doϾ lekkie
doœæ głoœne
stosunkowo mały wybór
urz¹dzeñ i zakres mocy
w
z poziom¹ osi¹ obrotu
– HAWT (
w
2
) (ang.
Ho-
rizontal Axis Wind Turbines
); najpopularniejsze
– ponad 95% stosowanych rozwi¹zañ;
w
z pionow¹ osi¹ obrotu
– VAWT (ang.
Vertical
Axis Wind Turbines
) ( ).
Ze wzglêdu na kolejne kryteria:
w
sposób wykorzystania produkowanej energii
– wyró¿nia siê na przykład siłownie energetyczne
i siłownie pompowe;
w liczbê płatów wirnika – elektrownie jedno-, dwu-,
trzy-, cztero- i wielopłatowe;
w usytuowanie wirnika wzglêdem kierunku wiatru
i masztu (w elektrowniach typu HAWT): do-
wietrzne (ang.
up-wind
) oraz odwietrzne (ang.
down-wind
);
4
CO TO ZNACZY
w
Szybkobie¿noœæ
– sto-
sunek prêdkoœci obwodo-
wej wirnika rotora (czyli
obracaj¹cego siê elementu
turbiny silnika wiatrowego)
do prêdkoœci wiatru.
80
ŁADNY DOM
w
sierpieñ 2006
instalacje
w szybkobie¿noœæ – elektrownie wolnobie¿ne,
œredniobie¿ne i szybkobie¿ne.
Wœród najpopularniejszych maszyn – typu
HAWT – ponad 90% obecnie stosowanych to trój-
płatowe urz¹dzenia typu
up-wind
słu¿¹ce głównie
do wytwarzania energii elektrycznej.
Gdzie postawiæ wiatrak?
Najlepsz¹ odpowiedzi¹ jest sentencja: „słuchaj lu-
dzi – kieruj siê rozumem”.
Dostêpne atlasy i mapy wietrznoœci
(
w
3
) nale¿y
traktowaæ jedynie jako materiały pomocnicze.
W budowie małych elektrowni wiatrowych bar-
dziej istotna od atlasów wiatru jest obserwacja i do-
œwiadczenie. Lokalne uwarunkowania oreografii
(ukształtowania) terenu mog¹ sprawiæ, ¿e nawet
w regionie uwa¿anym za bezwietrzny elektrownia
wiatrowa mo¿e byæ opłacalna.
Uwarunkowania lokalne.
Elektrownia wiatrowa
działa najlepiej, gdy strumieñ wiatru jest laminarny
(niezaburzony). Aby wiêc zwiêkszyæ pewnoœæ, i¿
struga wiatru docieraj¹ca do wiatraka bêdzie miała
przepływ bliski idealnemu, odległoœci wiatraka od
wszelkich przeszkód terenowych (w tym budyn-
ków, drzew itp.) powinny spełniaæ warunki przed-
stawione na rysunku (
w
4
). Jeœli wiatrak miałby staæ
za przeszkod¹ (domem, drzewem, lasem), to trze-
ba pamiêtaæ, ¿e za tymi przeszkodami (patrz¹c
w kierunku wiatru) w strefie oznaczonej na rysun-
ku kolorem szaroniebieskim strugi powietrza wi-
ruj¹. Aby wiêc wiatrak działał efektywnie, jego wir-
nik powinien znajdowaæ siê poza t¹ stref¹ – a sam
wiatrak powinien byæ albo bardzo wysoki, albo
znacznie oddalony od przeszkody (zwykle o odle-
głoœæ równ¹ około 20 wysokoœciom przeszkody).
Du¿o lepiej, gdy wiatrak ma siê znajdowaæ przed
przeszkod¹, bo strefa zawirowañ powietrza jest
wówczas znacznie mniejsza. Dziêki temu wiatrak
mo¿e staæ bli¿ej przeszkody i byæ znacznie ni¿szy
ni¿ w pierwszej opisanej sytuacji. Umiejscowienie
wiatraka przydomowego powinno byæ jednak ka¿-
dorazowo dobierane do lokalnych warunków i po-
przedzone badaniami wietrznoœci w danej okolicy.
Zgodnie z zasad¹ przepływu Bernoulliego,
zmniejszenie przepływu (œciœniêcie) wylotu wê¿a
ogrodowego powoduje, ¿e prêdkoœæ wody jest
wiêksza i struga siêga dalej. To samo prawidło od-
nieœæ mo¿na do przepływu strugi wiatru – w prze-
œwitach pomiêdzy budynkami wiatr jest silniejszy.
Umiejêtnoœæ wykorzystania istniej¹cych uwarun-
kowañ terenowych to warunek opłacalnoœci
przedsiêwziêcia.
Najczêœciej wiatraki umieszcza siê obok domu
na masztach (słupach) osadzonych w gruncie na
4
fundamencie lub utrzymywanych odci¹gami. Małe
wiatraki mo¿na te¿ instalowaæ na dachu domu, pod
warunkiem ¿e konstrukcja dachu bêdzie przystoso-
wana do takiego obci¹¿enia; trzeba to uwzglêdniæ
ju¿ na etapie projektowania domu.
Ograniczenia.
Elektrownie wiatrowe – równie¿
małe, przydomowe – stanowi¹ Ÿródło hałasu.
Zgodnie z przepisami
*
(patrz s. 82) obiekty
i urz¹dzenia stanowi¹ce Ÿródła hałasu nale¿y loka-
lizowaæ tak, by nie naruszały dopuszczalnych po-
ziomów hałasu. Najcichszymi urz¹dzeniami s¹
elektrownie wiatrowe o pionowej osi obrotu, w tym
œwiderkowe ( ).
Elektrownie przydomowe z reguły spełniaj¹ wy-
mogi wynikaj¹ce z ochrony przed hałasem ju¿ w od-
ległoœci 20-100 m od budynków mieszkalnych.
Dom
z siłowni¹
wiatrow¹
o pionowej
osi obrotu
usytuowan¹
na dachu.
Aby tak
umieœciæ
wiatrak,
konstrukcja
dachu
musi byæ
przygotowana
na stosowne
obci¹¿enie
4
w
w
w
POLSKA.
MAPA WIETRZNOŒCI
lokalizacja:
wybitnie korzystna
korzystna
doϾ korzystna
niekorzystna
wybitnie niekorzystna
w
3
Mapa prêdkoœci wiatru na wysokoœci 10 m wykonana przez IMIGW.
Mo¿e byæ traktowana jako szacunkowa wskazówka lokalizacji elektrowni
wiatrowych, ale wiêksze znaczenie w ocenie inwestycji maj¹ warunki lokalne
sierpieñ 2006 w
ŁADNY DOM
81
4
instalacje
w
w
w
Du¿e elektrownie wiatrowe mog¹ wymagaæ odda-
lenia nawet o 500-800 m.
Aby upewniæ siê, ¿e po postawieniu elektrowni
s¹siedzi nie zaczn¹ nêkaæ inwestora licznymi kontro-
lami, zaleca siê wykonanie specjalistycznych analiz
ju¿ na etapie przygotowania inwestycji. Takie analizy
wykonuj¹ na zlecenie chêtnych wyspecjalizowane
firmy oferuj¹ce elektrownie wiatrowe, a tak¿e in-
stytucje zajmuj¹ce siê energi¹ wiatrow¹.
USYTUOWANIE ELEKTROWNI –
WARUNKI LOKALNE
dominuj¹cy
kierunek wiatru
2 H
H
2 H
20 H
Ile uzyskamy pr¹du?
Dobrze dobrana i usytuowana elektrownia wiatro-
wa mo¿e wytworzyæ rocznie tak¹ iloœæ energii elek-
trycznej, jaka odpowiada 10-20% iloczynu mocy
nominalnej instalowanej turbiny oraz liczby godzin
w ci¹gu roku (24 h×365). W tak wyliczonej wielko-
œci uwzglêdnione s¹ zarówno okresy bezwietrzne,
jak i te, kiedy prêdkoœæ wiatru jest mniejsza lub
wiêksza od tej, przy której elektrownia wiatrowa
produkuje moc nominaln¹. Otrzymany wynik,
mimo ¿e szacunkowy, z pewnoœci¹ pomo¿e
w uzmysłowieniu i urealnieniu oczekiwañ.
Szczegółowej oceny produkcji energii dokonaæ
mo¿na dopiero po uwzglêdnieniu zasobów
wietrznoœci w konkretnej lokalizacji oraz właœci-
woœci dobranego typu elektrowni wiatrowej.
w
4
Zasady umieszczania przydomowych elektrowni wiatrowych. Wirnik i łopaty
powinny znajdowaæ siê w strefie laminarnych (niezaburzonych) strug wiatru.
Poniewa¿ za przeszkodami powstaj¹ zawirowania, wiatraki lepiej umieszczaæ
przed przeszkodami, bo wówczas mog¹ byæ ni¿sze i staæ bli¿ej przeszkody
i niskooprocentowanych (nawet 1%) kredytów in-
stytucji finansowych, na przykład Banku Ochrony
Œrodowiska. Kredyty te według zało¿eñ mog¹ byæ
przeznaczone na zakup lub monta¿ urz¹dzeñ i wy-
robów słu¿¹cych ochronie œrodowiska.
Fachowa pomoc.
Planuj¹c budowê elektrowni
wiatrowej, warto skorzystaæ z pomocy fachowców,
którzy odpowiednio dobior¹ jej typ oraz wielkoœæ
i pomog¹ przebrn¹æ przez gêstwinê obowi¹zuj¹-
cych przepisów prawnych.
*
Rozporz¹dzenie ministra œrodowi-
ska z 9 stycznia 2002 r. w sprawie
wartoœci progowych poziomów ha-
łasu (DzU 2002 r., nr 8, poz. 81)
**
Ustawa z 2 kwietnia 2004 r.
o zmianie ustawy Prawo energe-
tyczne, i ustawy Prawo ochrony
œrodowiska (DzU nr 91, poz. 875)
Eksploatacja
¯ywotnoœæ elektrowni wiatrowych siêga według
producentów około 25 lat. W tym czasie jednak
nale¿y liczyæ siê z koniecznoœci¹ ich okresowej ob-
sługi, wymian¹ materiałów eksploatacyjnych oraz
serwisem.
Formalnoœci
Wymagane zezwolenia.
Elektrownie wiatrowe,
które maj¹ byæ trwale zwi¹zane z gruntem (maj¹
mieæ fundament), s¹ uwa¿ane za obiekty budowla-
ne i podlegaj¹ wszelkim przepisom prawa bu-
dowlanego. Na ich postawienie wymagane jest za-
tem uzyskanie pozwolenia na budowê. Wyj¹tek
stanowi¹ urz¹dzenia niedu¿e i siêgaj¹ce niewiele
poza obrys okolicznej zabudowy, a posadawiane
zazwyczaj na masztach z odci¹gami – na te czêsto
nie trzeba uzyskiwaæ pozwolenia na budowê ani
ich zgłaszaæ (ale lepiej upewniæ siê co do tego
przed rozpoczêciem budowy!).
Aby mo¿na było sprzedawaæ nadwy¿ki energii
do sieci elektroenergetycznej, zgodnie z przepisa-
mi obowi¹zuj¹cymi od 1 maja 2004 r.
**
trzeba uzy-
skaæ od Urzêdu Regulacji Energetyki specjalne
zezwolenie (koncesjê) na prowadzenie takiej dzia-
łalnoœci gospodarczej i zarejestrowaæ tê działalnoœæ
w stosownym urzêdzie (np. miejskim, gminy lub
innym). Niestety, zakres formalnoœci wymaganych
od potencjalnego producenta czystej energii wia-
trowej nie sprzyja popularnoœci takich inwestycji
w Polsce.
Finansowanie.
Wszyscy (tak¿e indywidualne oso-
by fizyczne) chêtni do postawienia przydomowej
elektrowni wiatrowej mog¹ skorzystaæ z pomocy
Wiêcej informacji o elektrowniach wiatrowych mo¿na
znaleŸæ w internecie, na stronie:
www.elektrownie-wiatrowe.org.pl
5
Elektrownia
wiatrowa zasi-
laj¹ca całe go-
spodarstwo
rolne. Pozwala
uniezale¿niæ
siê od sieci
elektro-
energetycznej
– zwłaszcza
na terenach
o rzadkiej
zabudowie
82
ŁADNY DOM
w
sierpieñ 2006
5
Plik z chomika:
lopez1122
Inne pliki z tego folderu:
Skarby pradawnej jaskini.zip
(20466 KB)
Zrób sam siłownię.doc
(284 KB)
Wzory ornamentów - wykroie do wydrukowania.pdf
(1489 KB)
PLANY RÓŻNYCH OKRĘTÓW I STATKÓW.pdf
(9000 KB)
Dom - Jak oszczędzać energię.pdf
(117 KB)
Inne foldery tego chomika:
♠ COMMAND & CONQUER 4 Tyberyjski Zmierzch PL
2009
2010 czerwiec
2011 czerwiec
2012 czerwiec
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin