Turbiny wiatrowe o pionowej osi obrotu to przede wszystkim małe przydomowe elektrownie wiatrowe o mocy od 0,1 kW do 50 kW. W porównaniu z tradycyjnymi o poziomej osi obrotu turbiny VAWT (o pionowej osi obrotu) mają większą sprawność. Nie znaczy to, że turbiny o poziomej osi obrotu przechodzą do lamusa.

Śmigła turbin VAWT pracują znacznie ciszej niż śmigła turbin HAWT (o poziomej osi obrotu), ponadto funkcjonują już przy prędkości od 2 m/s. Charakteryzują się zredukowanymi do minimum wibracjami. Mają prostą konstrukcję, co powoduje, że są łatwe w montażu. Sprawdzają się bardzo dobrze na terenach zurbanizowanych, również w centrach miast. Przydomowa elektrownia wiatrowa zapewnia bezpieczeństwo energetyczne w przypadku braku zasilania.

Atuty małych turbin

Turbiny wiatrowe o pionowej osi nie zanieczyszczają powietrza, gleby czy wody. Są bezpieczne dla ptaków, nie są uciążliwe pod względem hałasu, praca wirnika turbiny jest wyjątkowo cicha (nie przekracza 37 dB). Dzięki estetycznemu wyglądowi są coraz częściej wybierane jako źródło czystej, ekologicznej energii. Łatwo je wkomponować w otoczenie – mogą nawet stanowić elementy dekoracyjne. Dobrze wpisują się w tzw. energetykę rozproszoną, wzmacniającą lokalne bezpieczeństwo energetyczne.

Ilość energii elektrycznej produkowanej w elektrowni wiatrowej zależy głównie od prędkości wiatru, na którą wpływa wiele czynników klimatycznych i związanych z wysokością usytuowania turbiny (im jest ona wyżej, tym większa produkcja energii). Przydomowa elektrownia wiatrowa jest w stanie wygenerować 20 – 25 proc. energii w stosunku do mocy znamionowej.

Statystyczna europejska trzyosobowa rodzina zużywa rocznie od 1500 do 5000 kWh. Turbiny wiatrowe typu VAWT zaliczane są do małych elektrowni wiatrowych, oznacza to, że są w stanie wygenerować prąd o mocy od 0,1 kW do 50 kW. Taka ilość energii jest w stanie zaspokoić potrzeby rodziny, a nawet małej firmy. Podstawą małych turbin jest najczęściej maszt o wysokości od 1,5 m (na dachach) do 15 – 20 m nad poziomem gruntu.

Prawne warunki montażu

Przedsiębiorstwa energetyczne wprowadzają na polski rynek model, w którym odbiorca energii staje się jednocześnie jej dostawcą. Klient, który zdecyduje się na instalację turbiny, otrzyma możliwość odsprzedaży energii elektrycznej do sieci oraz możliwość czerpania przychodów z zielonych certyfikatów, bez konieczności uzyskania koncesji na wytwarzanie.

Turbiny VAWT można montować dwojako. Pierwszym sposobem, na którego realizację nie jest wymagane pozwolenie na budowę, jest montaż na dachu budynku mieszkalnego (lub kominie). W takim przypadku należy tylko zgłosić ten fakt do odpowiedniego urzędu (urząd miasta, starostwo powiatowe, wydział budownictwa). Drugim sposobem instalowania turbiny o pionowej osi obrotu jest umieszczenie jej na maszcie z fundamentem. Zazwyczaj jest to konstrukcja o wysokości powyżej 3 metrów i wówczas jest trzeba mieć pozwolenie na budowę.

Turbiny wiatrowe dostępne są w kilku konfiguracjach systemowych. Pierwsza to system w połączeniu z Krajowym Systemem Energetycznym, tzw. GRID-TIE. Wytworzona energia lub też niewykorzystany nadmiar są odprowadzane do sieci operatora. Przy urządzeniach tego typu tradycyjny licznik poboru prądu zamieniany jest na licznik dwukierunkowy. Sieć w takim przypadku jest magazynem wy tworzonej przez turbinę energii. Drugi rodzaj to system zasilania autonomicznego, tzw. OFF-GRID, który produkuje energię tylko i wyłącznie na użytek własny. Magazynem energii w tego typu zestawach może być bateria akumulatorów. Układy autonomiczne znajdują zastosowanie w miejscach, gdzie nie ma dostępu do Krajowego Systemu Energetycznego.

Turbiny typu VAWT mogą być wykorzystywane również jako wspomaganie systemu centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej. Energia wytworzona przez turbinę jest kierowana bezpośrednio do elementu grzejnego (grzałki), znajdującego się w pojemnościowym wymienniku ciepłej wody.

Systemy hybrydowe

Mikroturbiny wiatrowe mogą również występować w systemach hybrydowych wraz z ogniwami fotowoltaicznymi PV. System ten sprawdza się doskonale w hybrydowych, autonomicznych latarniach ulicznych. Latarnie, wykorzystując technologię LED oraz inteligentne systemy zarządzania energią, są niezastąpionym źródłem światła w miejscach, gdzie nie ma dostępu do infrastruktury sieciowej lub jest on bardzo ograniczony ze względów chociażby ekonomicznych.

Latarnie hybrydowe mają 7-dniową autonomię, tzn. w skrajnie niekorzystnych warunkach pogodowych (brak wiatru i jednocześnie bardzo duże zachmurzenie) energia zgromadzona w akumulatorach wystarcza do zasilenia źródła światła przez siedem nocy.

Klient ma wybór

Firma EkoWodrol ma również w swojej ofercie małe przydomowe elektrownie wiatrowe o poziomej osi obrotu (Horizontal Axis Wind Turbine) duńskiego producenta firmy Aeolos. Są to turbiny o mocach od 1 kW do 50 kW, dostępne w dwóch systemach: Wind Turbine GT (z przyłączeniem do sieci) oraz Wind Turbine OG (autonomiczny). Ich zaletą jest generacja prądu już przy niskich prędkościach wiatru, co sprawia, że koszt takiej inwestycji zwraca się już po kilku latach. Ze względu na poziomą konstrukcję wirnika, turbiny te instalowane są wyłącznie na masztach. Dostępne maszty mają wysokość od 9 m do nawet 24m (dla turbin o mocy 50 kW). Turbiny firmy Aeolos stanowią produkt o najlepszym stosunku jakości do ceny wśród małych przydomowych elektrowni wiatrowych o poziomej osi obrotu.

Michał Sondej,

EkoWodrol Sp. z o.o. Koszalin

www.ekowodrol.pl