|
Nie obrażaj więc mojej inteligencji poprzez czynione na pokaz zaniżanie własnej.
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. Wielkoœæ. Iloœæ 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 doœæ 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 doœæ 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 |
Menu
|