domowa turbina wiatrowa pionowa czy pozioma? domowa turbina wiatrowa pionowa min

Domowa turbina wiatrowa – pionowa czy pozioma?

Spis treści

W obliczu dynamicznego rozwoju technologii oraz rosnącej świadomości ekologicznej, coraz większe zainteresowanie budzi segment przydomowych turbin wiatrowych (pionowych i poziomych). Stanowią one ciekawe uzupełnienie mikroinstalacji fotowoltaicznej. Przydomowe elektrownie wiatrowe są zdolne do generowania energii w czasie, gdy instalacje fotowoltaiczne mogą być mniej efektywne. Ta elastyczność w produkcji energii sprawia, że turbiny wiatrowe stanowią atrakcyjne rozwiązanie dla ekologicznego domu, umożliwiając ciągłe generowanie prądu, niezależnie od warunków atmosferycznych. Dodatkowo, w bieżącym roku ogłoszono plany udzielania dotacji dla małych przydomowych turbin wiatrowych, co tylko potęguje zainteresowanie tym odnawialnym źródłem energii. Taki krok ze strony władz jest istotnym wsparciem dla osób pragnących zainwestować w ekologiczne rozwiązania energetyczne. Rynek przydomowych turbin wiatrowych szykuje się zatem na wzmożoną aktywność, wykorzystując synergiczne oddziaływanie dofinansowań oraz rosnącego zainteresowania ekologią. Warto więc zastanowić się nad potencjalnym wkładem, jaki mogą mieć mikroinstalacje wiatrowe w budowaniu bardziej niezależnego energetycznie społeczeństwa. W niniejszym artykule odpowiemy również na zadane w tytule pytanie: Co sprawdzi się lepiej: domowa turbina wiatrowa – pionowa czy pozioma?

 

Porównanie domowej turbiny wiatrowej pionowej i poziomej

Wybór między turbiną wiatrową pionową, a poziomą jest kluczowym krokiem przy projektowaniu domowej elektrowni wiatrowej. Jedne jak i drugie posiadają swoje unikalne cechy.

Domowe turbiny pionowe dobrze adaptują się do zmiennych kierunków wiatru. Ich konstrukcja umożliwia skuteczne generowanie energii bez konieczności dostosowywania się do jednego ustalonego kierunku. W warunkach o zmiennym wietrze są wszechstronne i efektywne, co sprawia, że są atrakcyjne dla obszarów o niestabilnych warunkach wiatrowych. Średnica wirnika w turbinach pionowych zazwyczaj jest mniejsza niż w ich poziomych odpowiednikach, co sprawia, że są bardziej kompaktowe i lepiej dostosowane do ograniczonych przestrzeni. Lepiej sprawdzą się w otoczeniu innych budynków niż turbiny poziome. Cechują się stosunkowo niską emisją hałasu, co ma istotne znaczenie dla ochrony środowiska i komfortu mieszkańców. Niemniej jednak, turbiny pionowe posiadają pewne wady. W warunkach stałego kierunku wiatru, wykazują niższą wydajność niż turbiny poziome.

Turbiny domowe poziome osiągają najwyższą sprawność, gdy są ustawione do kierunku wiatru. Są szczególnie efektywne, gdy wiatr ma stały kierunek. Turbiny poziome zazwyczaj posiadają większe wirniki, dzięki czemu są w stanie generować więcej energii przy silniejszych wiatrach. Choć generują one większą emisję hałasu niż turbiny pionowe, ich zdolność do efektywnego pozyskiwania energii w warunkach korzystnych sprawia, że są cennym uzupełnieniem systemów energetycznych. To doskonałe rozwiązanie zwłaszcza dla tych, którzy szukają efektywnego rozwiązania dla swojego domu.

domowa turbina wiatrowa pionowa czy pozioma? turbina wiatrowa ecorote o pionowej osi obrotu min
Rysunek 1. Turbina wiatrowa Ecorote o pionowej osi obrotu (https://ecorote.com.pl/produkty).

 

Case study: Porównanie wydajności turbin wiatrowych pionowych i poziomych na Politechnice Białostockiej

Na stronie internetowej Politechniki Białosotckiej możemy śledzić wydajność turbin wiatrowych pionowych i poziomych o mocy 5kW. Turbiny wiatrowe umieszczono na masztach o wysokości około 15m.

Tabela 1. Porównanie miesięcznych produkcji prądu elektrycznego przez turbiny pionową i poziomą o mocach 5kW w 2022 roku.

miesiąc turbina pionowa – produkcja (kWh)
turbina pozioma – produkcja (kWh)
styczeń 90,7 122,6
luty 41,3 57,4
marzec 18,9 23,9
kwiecień 11,8 25,6
maj 19,7 34,2
czerwiec 5,3 14,2
lipiec 15,3 24,7
sierpień 1,5 4,1
wrzesień 1,7 6,6
październik 8,1 17,6
listopad 0,4 2,6
grudzień 3,7 13,9
SUMA 218,4 347,4

 

Wnioski z eksperymentu dotyczącego wydajności turbin wiatrowych pionowych i poziomych o mocy 5 kW:

  1. Wyższa produkcja energii przez turbinę poziomą: Z danych wynika, że turbina wiatrowa pozioma wygenerowała znacznie więcej energii elektrycznej niż turbina pionowa. Łączna produkcja energii przez turbinę poziomą wyniosła 347,4 kWh, podczas gdy turbina pionowa wyprodukowała jedynie 218,4 kWh. Różnica ta wynosi 129 kWh, co oznacza, że turbina pozioma była o około 59% bardziej wydajna.
  2. Zmienne wyniki miesięczne: Obie turbiny wykazały zmienną produkcję energii w zależności od miesiąca, co może być związane z warunkami wiatrowymi. Największą produkcję energii zaobserwowano w styczniu, zarówno dla turbiny pionowej (90,7 kWh), jak i poziomej (122,6 kWh). Najmniejszą produkcję zanotowano w listopadzie (0,4 kWh dla turbiny pionowej) i w grudniu (2,6 kWh dla turbiny poziomej), co sugeruje, że warunki wiatrowe mogą być mniej korzystne w tych miesiącach.
  3. Efektywność turbin w okresie letnim: W okresie letnim (czerwiec, lipiec, sierpień), obie turbiny miały niższą produkcję energii w porównaniu do innych miesięcy, co może sugerować, że prędkość wiatru była w tym okresie niższa. Dla turbiny poziomej wynosiła ona 14,2 kWh w czerwcu, 24,7 kWh w lipcu i 4,1 kWh w sierpniu. Dla turbiny pionowej wartości te były jeszcze niższe, odpowiednio: 5,3 kWh, 15,3 kWh i 1,5 kWh.
  4. Przewaga turbin poziomych: Turbiny poziome, ze względu na ich wyższą produkcję energii w każdym miesiącu, mogą być bardziej opłacalnym rozwiązaniem dla produkcji energii elektrycznej. Są one bardziej wydajne niż turbiny pionowe, co może wynikać z ich konstrukcji i zdolności do lepszego wykorzystania energii wiatru.

 

Połączenie instalacji fotowoltaicznej z turbiną wiatrową

W ostatnich miesiącach na popularności zyskuje połączenie instalacji fotowoltaicznej z turbiną wiatrową. W sezonie zimowym system fotowoltaiczny produkuje zaledwie kilka procent uzysków rocznych. Z tego właśnie względu coraz częściej wraz z fotowoltaiką montowane są przydomowe wiatraki. Turbina wiatrowa w sezonie zimowym osiąga aż 70% swoich rocznych uzysków, kiedy fotowoltaika osiąga zaledwie kilka. Efekt synergii między instalacją fotowoltaiczną a elektrownią wiatrową stwarza zatem zrównoważone źródło energii, eliminując niekorzystne skutki sezonowej zmienności. W ten sposób tworzy się efektywny system energetyczny dostosowany do różnych warunków. To krok w kierunku bardziej niezawodnych i zrównoważonych źródeł energii na każdą porę roku.

W propagacji takiego rozwiązania istotną rolę odgrywa także wsparcie rządu, który wprowadza kolejne programy dotacji. W ramach nadchodzącej edycji programu Mój Prąd 6.0 zapowiedziano poszerzenie zakresu dofinansowań. Dotowane mają być również turbiny wiatrowe małej mocy. To istotny krok, który zachęca do inwestycji w odnawialne źródła energii, wspierając rozwój synergii instalacji fotowoltaicznych z elektrowniami wiatrowymi.

Kolejnym oficjalnie ogłoszonym programem jest „Moja Elektrownia Wiatrowa”. W programie dotowane będą przydomowe turbiny wiatrowe oraz magazyny energii. Dofinansowanie będzie w formie dotacji do 50% kosztów kwalifikowanych, w wysokości do 30 tysięcy złotych na jedną instalację turbin wiatrowych (nie więcej niż 5 tysięcy złotych na 1 kW) oraz do 17 tysięcy złotych na jeden magazyn energii o pojemności co najmniej 2 kWh (nie więcej niż 6 tysięcy złotych na 1 kWh). Dofinansowanie przeznaczone będzie dla osób fizycznych będących właścicielami lub współwłaścicielami budynku mieszkalnego.

 

Domowa turbina wiatrowa pionowa i instalacja fotowoltaiczna
Rysunek 2. Domowa turbina wiatrowa pionowa i instalacja fotowoltaiczna – synergia rozwiązań w produkcji energii elektrycznej (źródło: wysokienapiecie.pl).

 

Montaż przydomowych turbin wiatrowych pionowych i poziomych

Od początku 2023 roku wprowadzono kilka zmian w przepisach, które mają wpływ na instalacje przydomowych turbin wiatrowych. Z obowiązku uzyskania decyzji o pozwolenie na budowę zostały zwolnione wiatraki przydomowe o wysokości do 3 metrów od najwyższego punktu budynku, które są montowane na dachu. Jednakże, warto zaznaczyć, że w takiej sytuacji istnieją inne formalności, które również należy spełnić:

  • Małe wiatraki nie są objęte ustawą odległościową.
  • Konieczne jest zachowanie odległości mniejszej niż całkowita wysokość wiatraka między urządzeniem a granicą działki.
przydomowa turbina wiatrowa pozioma falcon 3kw
Rysunek 3. Przydomowa turbina pozioma Falcon – montaż na ścianie budynku.

Jeżeli w planach mamy zainstalowanie turbiny wiatrowej wolnostojącej o wysokości ponad 3 metrów to bez pozwolenia budowlanego się nie obędzie. Istotną kwestią jest również zweryfikowanie miejskiego planu zagospodarowania przestrzennego lub planu miejscowego. Należy sprawdzić, czy nie ma w nich zakazu montażu mikroinstalacji turbin wiatrowych.

Analiza prędkości wiatru w danym regionie jest kluczowym elementem projektowania elektrowni wiatrowej. Prędkość wiatru ma bezpośredni wpływ na moc wyjściową turbiny. Umiejscowienie turbiny wiatrowej na budynku, który znajduje się ponad poziomem otoczenia, zwykle przyniesie największe korzyści. Dlatego ważne jest, aby przy ocenie opłacalności projektu korzystać z wiedzy specjalisty oraz uzyskać wsparcie doświadczonego instalatora.

Wysokość masztu turbiny wiatrowej jest kluczowym elementem wpływającym na jej efektywność. Niższe maszty mogą być bardziej dostępne, ale jednocześnie ograniczają potencjalną prędkość wiatru, z jaką wirnik może pracować. W przypadku turbin pionowych, niżej umieszczone maszty mogą być korzystne ze względu na ich kompaktową konstrukcję. Z kolei dla turbin poziomych lepsze będą wyższe maszty, aby osiągnąć bardziej stabilne warunki wiatrowe.

 

Jeśli masz wątpliwości czy turbina wiatrowa sprawdzi się na/przy Twoim budynku, możemy Ci pomóc. Wykonamy pomiary średniej siły wiatru. Wypożyczymy Ci stację pogodową, dzięki której otrzymamy rzetelny pomiar średniej prędkości wiatru. Pomożemy Ci obliczyć rentowność instalacji turbiny wiatrowej. Wystarczy, że wyślesz mail na adres: projekty@evolive.pl

 

 

Zakup domowej turbiny wiatrowej – na co uważać?

Samodzielne dokonywanie zakupu domowej turbiny wiatrowej pionowej lub poziomej niesie ze sobą pewne ryzyko, zwłaszcza dla osób nieobeznanych w specyfikach branży. Początkowo należy podjąć decyzję, czy instalacja będzie on-grid, off-grid czy hybrydowa. Jest to kluczowe do wyboru odpowiedniego falownika, który wprowadzi wytworzoną energię do instalacji elektrycznej obiektu, sieci energetycznej lub do magazynu energii.

Kolejna kwestia jest najważniejsza, czyli bezpieczeństwo. Instalacja powinna być wyposażona w kontroler z układem bezpieczeństwa.

Następne zagrożenie to zakup turbiny, której parametry techniczne nie spełniają rzeczywistych potrzeb użytkownika. Kupno wiatraka o niewłaściwej mocy w stosunku do warunków wietrznych w danej lokalizacji może skutkować nieefektywnym wykorzystaniem potencjału wiatrowego. Konieczne jest zrozumienie, jak prawidłowo oszacować moc i wydajność wiatraka, co jest kluczowe dla optymalnego działania instalacji.

Na rynku istnieje ryzyko nieuczciwych praktyk handlowych, takich jak fałszywe deklaracje dotyczące parametrów technicznych wiatraka. Wielu nieuczciwych sprzedawców może przedstawiać mniej wydajne wiatraki jako bardziej wydajne, co prowadzi do zakupu urządzenia, które nie spełnia oczekiwań.

Jak się chronić przed tymi zagrożeniami?

  1. Przeprowadź badanie rynku: Przed zakupem wiatraka warto dokładnie zbadać rynek i dostępnych dostawców. Sprawdzenie referencji, opinii klientów oraz doświadczenia firmy w branży może pomóc w wyborze rzetelnego dostawcy.
  2. Konsultacja z ekspertami: Rozmawiaj z ekspertami, inżynierami czy instalatorami systemów wiatrowych. Posiadają oni fachową wiedzę i mogą pomóc w doborze odpowiedniego wiatraka do konkretnych warunków lokalnych.
  3. Sprawdzenie certyfikatów i specyfikacji technicznych: Przed zakupem zawsze należy dokładnie przeanalizować certyfikaty i karty katalogowe oferowanych wiatraków. Zwrócenie uwagi na szczegóły takie jak moc, sprawność czy zakres prędkości wiatru pozwala uniknąć nieporozumień.
  4. Analiza warunków lokalnych: Warto dokładnie ocenić warunki wiatrowe w danej lokalizacji, aby wybrać wiatrak odpowiedni do specyfiki danego obszaru. Pomoże to w uniknięciu zakupu zbyt małej lub zbyt dużej przydomowej turbiny wiatrowej.
  5. Zlecenie instalacji profesjonalistom: Po zakupie, zleć instalację wiatraka profesjonalnej firmie o uznanej reputacji, dzięki której unikniesz problemów związanych z niewłaściwym montażem.

 

Podsumowanie: Domowa turbina wiatrowa – pionowa czy pozioma?

W obliczu dynamicznego rozwoju technologii i rosnącej świadomości ekologicznej, coraz więcej osób zaczyna rozważać alternatywne źródła energii. Przydomowe elektrownie wiatrowe wyróżniają się jako ciekawa innowacja, oferująca praktyczne rozwiązania dla gospodarstw domowych. Wybór między turbiną pionową a poziomą zależy od indywidualnych potrzeb i warunków lokalnych. Bez względu na to, ważne jest dokładne zrozumienie parametrów technicznych, przepisów lokalnych oraz ryzyka związanego z zakupem na rynku turbin wiatrowych.

 

Źródła:

      1. Wolańczyk „Elektrownie wiatrowe”
      2. https://www.odnawialne-firmy.pl/wiadomosci/pokaz/82,moc-turbiny-wiatrowej-jak-obliczyc
      3. https://globenergia.pl/turbina-wiatrowa-bez-pozwolenia-do-50-kw-ale-czy-na-pewno/
      4. https://ecieplo.pl/elektrownie-wiatrowe/od-2023-roku-mikroinstalacje-wiatrowe-bez-pozwolenia-na-budowe/
      5. https://ecorote.com.pl/produkty
      6. http://elektrownia.pb.edu.pl/
Udostępnij
Facebook
Twitter
LinkedIn
Pinterest
Reddit
Email

Logowanie

Nazwa użytkownika lub adres e-mail *
Hasło *