Odnawialne źródła energii stają się coraz istotniejszym elementem zaspokajania potrzeb energetycznych przemysłu oraz indywidualnych użytkowników w Europie. Rozwój tej dziedziny pozwala odciążyć system energetyczny, zmniejszyć emisję CO2 i potencjalnie ograniczyć efekt cieplarniany, a także uzyskać znaczne oszczędności z tytułu eksploatowania OZE. Czy przydomowa elektrownia wiatrowa ma sens i czy faktycznie się opłaca?
Czas czytania: 7 min
Turbiny wiatrowe wytwarzają energię elektryczną w generatorze, który napędzany jest łopatami wirnika. Wirnik z kolei rozpędza się dzięki przepływającym przez niego masom powietrza. W warunkach domowych wykorzystywane są zwykle elektrownie wiatrowe, które umożliwiają poziome obracanie się wirnika zależnie od kierunku płynącego wiatru.
Wirnik zazwyczaj wyposażany jest w jeden, dwa lub trzy płaty i jest bezpośrednio osadzony na wolnoobrotowym wale. Obroty przekazywane są do generatora przez skrzynię przekładniową. W gondoli wirnika znajdują się również transformator, przekładnie i generator, które przetwarzają energię mechaniczną w elektryczną oraz regulują jej parametry.
Zdecydowanie najważniejszym komponentem przydomowych elektrowni wiatrowych jest turbina wiatrowa, która określa moc i wydajność elektrowni. Przykładem dobrej jakościowo turbiny wiatrowej o mocy 300 W może być model S-300 lub model 7 kW. Generator z kolei odpowiada za przekształcanie energii kinetycznej obrotowego ruchu wirnika w energię elektryczną. Może być on wykonany w postaci prądnicy lub alternatora, a jego parametry muszą być ściśle dopasowane do wydajności turbiny wiatrowej – tylko dzięki temu możliwe będzie uzyskanie odpowiednio dużej sprawności elektrowni wiatrowej.
Oczywiście w teorii im większa moc elektrowni wiatrowej, tym będzie ona w stanie skuteczniej zasilić gospodarstwo domowe w energię elektryczną. Niemniej wraz z jej mocą wykładniczo wzrasta także cena całej inwestycji. W przypadku najwydajniejszych i najmocniejszych elektrowni wiatrowych cena inwestycji oscyluje w granicach nawet kilkuset tysięcy złotych. Przykładowo za turbinę wiatrową o mocy 50 kW przyjdzie nam zapłacić nawet 389 tys. złotych.
Zwykle prywatni użytkownicy decydują się na montaż przydomowych elektrowni wiatrowych o mocy od 1 kW do 5 kW. Niewielkie 1 kW elektrownie mogą wspomóc ogrzewanie wody lub oświetlanie domu, a także są w stanie zasilić mniejsze urządzenia elektryczne. Przykładem może być model elektrowni wiatrowej z turbiną pionową NE-1000H firmy SunUP. Turbiny generujące 2 kW mocy pozwolą zasilić większość urządzeń elektrycznych w domu, oświetlić go, a także podgrzać wodę – np. kompletna elektrownia wiatrowa Ista Breeze i-2000. Zwykle takie elektrownie sprawdzają się do zasilania w energię elektryczną domków letniskowych lub niewielkich domów jednorodzinnych.
5 kW mocy w zupełności wystarczy, by zaopatrzyć w niezbędną energię elektryczną standardowy dom jednorodzinny zamieszkały przez kilkuosobową rodzinę. Energia pochodząca z wiatru w tym przypadku może wspomagać instalację centralnego ogrzewania, podgrzewać wodę i zasilać wszelkie urządzenia elektryczne. Nadwyżki wyprodukowanej energii można odprowadzić do sieci elektroenergetycznej, stając się prosumentem. Ciekawym modelem kompletnej elektrowni wiatrowej o mocy 5 kW jest elektrownia NE-5000H SunnyUp.
Przy szacowaniu kosztów weźmiemy pod uwagę najbardziej opłacalną i najrozsądniejszą pod względem stosunku możliwości, ceny i zwrotu z inwestycji elektrownię wiatrową o mocy 5 kW pracującą w systemie zamkniętym (Off grid). Nadwyżki wyprodukowanej energii będą magazynowane w akumulatorach, a następnie w okresie produkcji mniejszej ilości energii będą z powrotem dostarczane do domowej instalacji elektrycznej.
Największą część inwestycji stanowić będzie zakup generatora, którego koszt wyniesie nawet ponad 30 tys. złotych. Resztę niezbędnego osprzętu, takiego jak przetwornice, akumulatory, maszt rurowy czy materiały montażowe, będziemy w stanie kupić już za ok. 10 tys. złotych. Dobrej jakości akumulator AMG 12 V 220 Ah to koszt rzędu ok. 3000 zł, czego przykładem może być model Victron energy Gel 12 V 220 Ah.
Zatem koszt wybudowania przydomowej elektrowni wiatrowej o mocy 5 kW to wydatek rzędu 40-45 tys. złotych. Jeżeli zdecydujemy się na zmniejszenie mocy elektrowni o 2 kW, będziemy w stanie ograniczyć koszty inwestycji nawet o 50%.
Czas na nieco obliczeń. Elektrownie wiatrowe w naszym kraju w ciągu roku są w stanie produkować od 10 do 20% znamionowej mocy, jaką jest w stanie wytworzyć turbina. Zatem elektrownia wiatrowa o mocy 5 kW w ciągu roku wytworzy od 4380 kWh do 8760 kWh energii elektrycznej. Ceny prądu różnią się w zależności od dostawcy, taryfy oraz kształtuje je wiele innych czynników. Niemniej średni koszt 1 kWh w taryfie G11 (najpopularniejszej dla gospodarstw domowych) wynosi 60 groszy.
Zgodnie z powyższymi obliczeniami w ciągu roku przydomowa elektrownia wiatrowa o mocy 5 kW pozwoli zaoszczędzić średnio 4200 zł. Należy jednak wziąć pod uwagę koszty serwisu i utrzymania osprzętu, które kształtują się w zależności od firmy serwisowej oraz jakości użytych komponentów elektrowni.
Przy uwzględnieniu powyższych obliczeń i przy obecnych cenach energii elektrycznej można przyjąć, że inwestycja zwróci się po ok. 10 latach. Należy jednak zwrócić uwagę na szybko rosnące ceny energii elektrycznej. Związane jest to z sytuacją geopolityczną, a zwłaszcza z kosztami uprawnień do emisji tony dwutlenku węgla. W 2017 roku koszt ten wynosił 6 euro, natomiast do 2025 roku ich cena wyniesie aż 40 euro. W Polsce obecnie 80% energii elektrycznej produkowanej jest z węgla, przez co w najbliższej przyszłości powinniśmy spodziewać się drastycznego wzrostu kosztów energii elektrycznej. Przy takich prognozach inwestycja w elektrownię wiatrową oraz w każde inne OZE staje się jeszcze bardziej opłacalnym przedsięwzięciem.
Inwestycja w przydomową elektrownię wiatrową jest opłacalną inwestycją, której zwrotu powinniśmy spodziewać się w ciągu ok. 10 lat eksploatacji, niemniej przy obecnie rokrocznie rosnących cenach energii elektrycznej zwrot ten powinien nastąpić o wiele wcześniej.
Korzystanie z serwisu oznacza akceptację regulaminu
