Vlastita vjetroelektrana

Domaće vjetroelektrane mogu se koristiti kao dodatni izvor energije, što mrežu donekle čini neovisnom od lokalnog distributera električne energije. Najbolje rade kao izvor napajanja za kuće s niskom potrošnjom energije - vrlo dobro izolirane, kojima je potrebna mala količina električne energije. Vjetroelektrane postaju sve popularnije, a zanimanje za njih može se povećati u budućnosti, jer se u poljski zakon trenutno uvodi Direktiva Europske unije 2002/91 / EC prema kojoj će u novim i starim zgradama - temeljito obnovljenim - dizajner morati uzeti u obzir građevinska dokumentacija korištenje energije iz obnovljivih izvora energije (OIE).Budući da vjetroelektrane mogu raditi gotovo bilo gdje, izvrsne su za ispunjavanje ovog zahtjeva.
Domaća vjetroelektrana može opskrbljivati električnom energijom za potrebe autonomnog (namjenskog) prijamnika, tj. Onog koji radi neovisno od električne mreže. To može biti:

zasebni krug u kući, obično niskonaponski krug (npr. krug osvjetljenja ili krug podnog grijanja koji podržava grijanje kuće), koji radi neovisno od ostatka električne instalacije u kući - napaja se iz konvencionalne električne mreže, ili

cjelokupna kućna instalacija, odvojena od električne mreže dok koristi energiju koju generira kućna elektrana ili uopće nije spojena na električnu mrežu.
Veće vjetroelektrane (poznate i kao elektrane) namijenjene su prvenstveno proizvodnji energije koja se zatim prenosi u električnu mrežu. Međutim, puno su skuplji od onih malih - kućnih.
Izbor veličine i vrste vjetroelektrane i određeno rješenje ovisi o tome čemu je vjetroelektrana namijenjena; također bi joj trebale prethoditi istraživanja o vjetrovnim resursima i profitabilnosti ulaganja. U tu svrhu najbolje je koristiti pomoć i mišljenje stručnjaka - na primjer, poljskog Udruženja za energiju vjetra (www.visventi.org.pl) ili Europskog centra za obnovljivu energiju EC IBMER (www.ecbrec.pl).
Kako radi elektrana?
Vjetroelektrane mogu proizvoditi električnu energiju samo kad puše vjetar - i to brzinom većom od brzine tzv polazna točka, ispod koje turbina samo stoji.
Domaće vjetroelektrane potpuno su neovisni izvori energije, u koje je ugrađena jedna od dvije vrste generatora:
1) istosmjerna struja,
2) mala, trofazna - asinkrona.
Elektrane s istosmjernim generatorom (najčešće korištene) mogu napajati objekte ako su opremljene regulatorom napona i akumulatorima za pohranu energije, a ako trebaju napajati izmjeničnom strujom (kao što je mreža) - moraju imati pretvarač.
Ako će ove elektrane napajati stambenu kuću, navedeni se dijelovi obično postavljaju u pomoćne prostorije, garaže itd.
Vrste elektrana
Snaga.
Zbog svog kapaciteta vjetroelektrane se dijele na "mikro", "male" i "velike" modele.
Prve dvije vrste uglavnom se koriste za napajanje kuća.

Mikro vjetroelektrane su modeli s manje od 100 W (W) snage. Najčešće se koriste za punjenje baterija akumulatora koji čine napajanje zasebnih krugova - tamo gdje nema električne mreže ili je iz nekog razloga ne želite koristiti. Takve elektrane mogu se koristiti za napajanje dijelova kuće osvjetljenjem baterijama: pojedinačnim svjetiljkama, pa čak i pojedinačnim sobama ili uređajima.

Male vjetroelektrane su nešto veći modeli snage od 100 W do 50 kW. Modeli iz ove skupine mogu osigurati električnu energiju u pojedinačnim kućanstvima, pa čak i u malim poduzećima. U domaćim uvjetima najpopularnije su elektrane od 3-5 kW. Snaga takvih elektrana, podržana energijom pohranjenom u baterijama, često je dovoljna za napajanje rasvjete, crpnih sustava, opreme i kućanskih aparata.

Velike vjetroelektrane (u praksi iznad 100 kW), osim što mogu napajati kuću, prvenstveno se koriste za proizvodnju električne energije koja se prodaje u električnu mrežu. Takva elektrana mora udovoljavati specifičnim zahtjevima lokalnog mrežnog operatora, a naravno potrebna je i suglasnost za takvo povezivanje.
Veličina.
Količina električne energije proizvedene u vjetroelektrani uglavnom ovisi o brzini vjetra. To, pak, ovisi o mnogim čimbenicima - i klimatskim i povezanim s, na primjer, visinom vjetrenjače (što je veća, veća je proizvodnja energije).
Suvremene "velike" vjetroelektrane grade se na kulama od 70, 80, pa čak i od 100 ili 120 metara. Mali obično imaju za osnovu jarbol od 1,5 m (na krovovima) do 15-20 m
nadmorske visine.
Analiza prema ostalim kriterijima.
Osnovni kriterij za razvrstavanje vjetroelektrana je položaj rotacijske osi rotora prema kojem razlikujemo dvije vrste elektrana:

s vodoravnom osi rotacije - HAWT (vjetroturbine s vodoravnom osi); najpopularnije - preko 95% primijenjenih rješenja;

s vertikalnom osi rotacije - VAWT (vjetroturbine s vertikalnom osi).
Zbog sljedećih kriterija:

način korištenja proizvedene energije - postoje, na primjer, energija i crpne stanice;

broj lopatica rotora - jednostruke, dvostruke, tri, četiri i višestruke elektrane;

položaj rotora u odnosu na smjer vjetra i jarbola (u elektranama HAWT): vjetar gore i dolje;

velike brzine - elektrane male brzine, srednje brzine i velike brzine.
Među najpopularnijim strojevima - tip HAWT - više od 90% trenutno korištenih uređaja s tri oštrice za vjetar koji se uglavnom koriste za proizvodnju električne energije.
Gdje staviti vjetrenjaču?
Najbolji odgovor je rečenica: "slušajte ljude - slijedite svoj razum".

Dostupni atlasi i karte vjetra trebaju se smatrati samo pomoćnim materijalima. U izgradnji malih vjetroelektrana promatranje i iskustvo važniji su od atlasa vjetra. Lokalni zemljopisni uvjeti (topografija) mogu vjetroelektranu učiniti profitabilnom čak i u regiji koja se smatra bez vjetra.

Lokalni uvjeti. Vjetroelektrana najbolje radi kada je protok vjetra laminarni (neometan). Ako bi vjetrenjača stajala iza prepreke (kuća, drvo, šuma), mora se imati na umu da se iza tih prepreka (gledajući u smjeru vjetra) na području označenom sivo-plavom bojom na zraku struje zračni tokovi. Dakle, da bi vjetrenjača djelovala učinkovito, njezin rotor trebao bi biti izvan ove zone - a sama vjetrenjača trebala bi biti ili vrlo visoka ili daleko od prepreke (obično oko 20 visina prepreke). Puno je bolje kad je vjetrenjača ispred prepreke, jer je tada zona turbulencije zraka mnogo manja.Kao rezultat, vjetrenjača može stajati bliže prepreci i biti puno niža nego u prvoj opisanoj situaciji. Međutim, mjesto dvorišne vjetrenjače uvijek treba odabrati u skladu s lokalnim uvjetima, a tome trebaju prethoditi ispitivanja vjetra u određenom području.
Slijedeći Bernoullijev princip protoka, smanjenje protoka (cijeđenja) izlaza iz vrtnog crijeva dovodi do bržeg protoka vode i daljeg dosezanja. Isto se pravilo može primijeniti na protok strujanja vjetra - vjetar je jači u prazninama između zgrada. Sposobnost korištenja postojećih terenskih uvjeta uvjet je za isplativost projekta.
Najčešće se vjetrenjače postavljaju uz kuću na jarbole (stupove) ugrađene u zemlju na temelju ili držane vezicama. Male vjetrenjače također se mogu instalirati na krov kuće, pod uvjetom da je krovna konstrukcija prikladna za ovo opterećenje; to se mora uzeti u obzir u fazi projektiranja kuće.

Ograničenja. Vjetroelektrane - također male, kućne - izvor su buke.
Sukladno propisima (Uredba ministra okoliša od 9. siječnja 2002. o graničnim vrijednostima za razinu buke - Zbornik zakona iz 2002., br. 8, točka 81.), objekti i uređaji koji čine izvor buke trebaju biti smješteni tako da ne krše dopuštene razine buke. Najtiši uređaji su vjetroturbine s vertikalnom osi rotacije, uključujući vjetroturbine.
Kućne elektrane u pravilu ispunjavaju zahtjeve za zaštitu od buke već na udaljenosti od 20-100 m od stambenih zgrada.
Velike vjetroelektrane mogu zahtijevati udaljenost do 500-800 m.
Kako bi se osiguralo da nakon izgradnje postrojenja susjedi neće početi uznemiravati investitora brojnim inspekcijama, preporučuje se izvođenje specijalnih analiza već u fazi pripreme ulaganja. Takve analize izvode specijalizirane tvrtke koje nude vjetroelektrane, kao i institucije koje se bave energijom vjetra, na zahtjev onih koji to žele učiniti.
Koliko ćemo dobiti električne energije?
Dobro odabrana i smještena vjetroelektrana može godišnje proizvesti količinu električne energije koja odgovara 10-20% umnoška nominalne snage instalirane turbine i broja sati u godini (24 h × 365). Ovako izračunata količina uzima u obzir i razdoblja bez vjetra i ona kada je brzina vjetra manja ili veća od one pri kojoj vjetroelektrana proizvodi nominalnu snagu. Dobiveni rezultat, iako procijenjen, zasigurno će vam pomoći vizualizirati i ostvariti vaša očekivanja.
Detaljna procjena proizvodnje energije može se izvršiti tek nakon što se uzmu u obzir izvori vjetra na određenom mjestu i svojstva odabrane vrste vjetroelektrane.
Formalnosti

Potrebne dozvole. Vjetroelektrane koje trebaju biti trajno povezane sa zemljom (da bi imale temelj) smatraju se građevinskim konstrukcijama i podliježu svim građevinskim propisima. Stoga je za njihovu izradu potrebno ishoditi građevinsku dozvolu. Iznimka su mali uređaji koji dosežu nešto više od obrisa okolnih zgrada, a obično se postavljaju na jarbole s vezicama - za to često nije potrebna građevinska dozvola ili obavijest (ali bolje je da se o tome pobrinite prije početka gradnje!).
Da bi se višak energije mogao prodati u elektroenergetsku mrežu, u skladu s propisima koji su na snazi od 1. svibnja 2004. (Zakon od 2. travnja 2004. o izmjenama i dopunama Zakona o energetici i Zakona o zaštiti okoliša - Zbornik zakona br. 91, točka 875), potrebno je pribaviti od Regulatornog ureda za energiju posebnu dozvolu (licencu) za obavljanje takve poslovne aktivnosti i registraciju te djelatnosti kod odgovarajućeg ureda (npr. grada, komune ili drugog). Nažalost, opseg formalnosti koji se zahtijevaju od potencijalnog proizvođača čiste energije vjetra ne ide u prilog popularnosti takvih ulaganja u Poljskoj.

Financiranje. Svatko (također pojedinačne fizičke osobe) koji su spremni izgraditi domaću vjetroelektranu može iskoristiti pomoć i zajmove financijskih institucija s niskim kamatama (čak 1%), na primjer Bank Ochrony Środowiska. Prema pretpostavkama, ti se zajmovi mogu koristiti za kupnju ili ugradnju opreme i proizvoda za zaštitu okoliša.