Rodzina
Zdrowie
Ekologia
Edukacja
Wypoczynek

Bieżące wydarzenia

PAKIET INFORMACJI DOTYCZĄCY ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII - 22.09.2020

I. Czy w Polsce wieje i gdzie? Oczywiście. Przecież niemal każdego dnia przebywając na zewnątrz czujemy na twarzy powiew wiatru. Uczciwie należałoby jednak powiedzieć: nie zawsze i nie wszędzie. Ponadto, czy siła wiatru wiejącego w interesującym nas rejonie jest wystarczająca do tego, byśmy mogli wygenerować energię? Odpowiedzi na to pytanie w teorii dostarczają dane statystyczne Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej. Spójrzmy na załączoną mapkę kraju.

                                      

Mapka ta przedstawia teoretyczną gęstość mocy wiatru (wyrażoną w kWh/m2/rok) na wysokości 10 metrów w terenie otwartym o tzw. niskiej szorstkości (za najmniej szorstki uważa się teren płaski otwarty, niezalesiony, na którym wysokość jakichkolwiek nierówności jest mniejsza od 0,5 metra). Patrząc na nią, widać, że w najlepszej sytuacji (w kontekście planowania jakiejkolwiek instalacji mającej pozyskiwać energię z wiatru) są mieszkańcy regionów nadmorskich, czy okolic Suwałk.

Należy jednak pamiętać, że mapa ta powstała w oparciu o pomiary prowadzone w makroskali, a dane oparte są o informacje pozyskiwane ze stosunkowo rzadko rozmieszczonych stacji pogodowych mierzących wiatr. Tymczasem w przypadku planowania w ROD instalacji wiatrowej na jej efektywność może mieć wpływ bardzo wiele czynników. Altanka znajduje się np. w bardzo wietrznych okolicach Łeby czy na półwyspie helskim, a i tak efektywność potencjalnej instalacji wiatrowej w naszej altance może być mała ze względu na np. sąsiednie zabudowania, wysokie budynki w okolicy (wysokie w sensie, nie drapacze chmur, ale np. powyżej 10-15 metrów wysokości), czy jakiekolwiek inne lokalne przeszkody terenowe siłą rzeczy nie ujęte w statystykach makro na jakich bazuje powyższa mapa, a które z pewnością mogą zaburzać przepływ wiatru w naszym rejonie. Analogicznie, patrząc na problem z drugiej strony, mieszkańcy rejonów, które wg mapy są niekorzystne dla pozyskiwania energii wiatrowej mogą być paradoksalnie w lepszej sytuacji niż wielu mieszkańców Pomorza. Wystarczy, że np. mają altankę na niewielkim wzniesieniu w szczerym polu, albo w tunelu powietrznym pomiędzy dwiema ścianami lasu, gdzie wieje praktycznie nieprzerwanie.

Skoro wiemy, że w Polsce wieje, dobrze byłoby również orientować się jaka jest średnia prędkość wiatru w naszym kraju. To oczywiście kolejne uogólnienie, pamiętajmy o możliwych ograniczeniach czy też korzyściach wynikających z konkretnej lokalizacji naszej nieruchomości. Spójrzmy na poniższą tabelę.

                Wartość MIN (m/s) Wartość MAX (m/s) Wartość ŚR (m/s)

WIOSNA       1,42                                  11,69                3,32

LATO            0,89                                  8,47                 2,62

JESIEŃ         1,08                                  13,18                3,26

ZIMA            1,27                                  15,05                3,76

ROK              0,89                                 15,05                3,24

Widoczne powyżej liczby to średnie prędkości wiatru zarówno w ciągu roku (3,24 m/s), jak i z podziałem na poszczególne pory roku. Wiatr wiejący z prędkością niecałych 4 metrów na sekundę to łagodny wietrzyk poruszający liście drzew, ale tumanów kurzu z polnej drogi taki wiatr nie wzburzy, czy to wystarczy aby rozruszać choćby niewielką domową turbinę? 

Turbiny wiatrowe

Generalnie, gdy mowa o niewielkich turbinach wiatrowych, możemy je podzielić na dwa podstawowe rodzaje: turbiny z wirnikami o osi poziomej (najbardziej rozpoznawalne, przypominające śmigła samolotu) oraz turbiny z wirnikami o osi pionowej. Te pierwsze oprócz łopat zazwyczaj są wyposażone dodatkowo w statecznik, który umożliwia ustawienie turbiny we właściwym kierunku względem wiejącego wiatru. Wadą tego typu turbin jest to, że - zwłaszcza małe modele, które nas tu interesują - mogą ulec zniszczeniu w przypadku bardzo silnych wiatrów. W przypadku drugiego typu turbin z wirnikami o osi pionowej działają one niezależnie od kierunku wiatru, a ich dodatkową zaletą jest też większa wytrzymałość na silny wiatr. Trzeba pamiętać, że jakakolwiek turbina wiatrowa wymaga wiatru o określonej sile, by w ogóle mogła produkować jakąkolwiek energię. Konkretne modele małych turbin wiatrowych charakteryzują się pewnymi parametrami. Które z nich mają szczególnie istotne znaczenie?. Poniżej spis parametrów podawanych przy opisach mini elektrowni wiatrowych z wyjaśnieniem:

• Typ elektrowni/turbiny: tak jak wcześniej podano, są dwa: HAWT - turbina z poziomą osią obrotu oraz VAWT - z pionową osią obrotu.

• Moc szczytowa - parametr, którym producenci lubią się "chwalić", określający maksymalną moc jaką jest w stanie dane urządzenie wygenerować. W praktyce znaczenie tego parametru jest znikome, gdyż nigdy nie zaistnieją takie warunki, by generator turbiny uzyskał taką moc.

• Moc znamionowa (zwana też mocą nominalną) - to moc, jaką elektrownia wiatrowa jest w stanie wygenerować przy ściśle określonej prędkości wiatru. Producenci zazwyczaj podają najwyższą wartość jaką dana turbina jest w stanie uzyskać (i utrzymać w czasie). Problem w tym, że turbiny wiatrowe osiągają swoje moce znamionowe przy dość silnym wietrze wiejącym z prędkością kilkunastu metrów na sekundę, a to już jest wiatr określany jako silny lub bardzo silny (6 - 7 stopni w skali Beauforta). W praktyce tak wiać będzie bardzo rzadko.

• Znamionowa prędkość wiatru - parametr korespondujący z poprzednim, określa prędkość wiatru przy jakiej dana turbina uzyska swoją moc znamionową. Niestety zwykle jest to wartość sporo większa od średnich wiatrów wiejących w Polsce.

• Prędkość startowa - jest to prędkość wiatru, przy jakiej turbina zaczyna ładować; jest to jeden z najważniejszych parametrów; określa przy jakiej prędkości wiatru łopatki wiatraka nie tylko będą się obracać, ale wytwarzany będzie również jakikolwiek prąd. W przypadku małych turbin powinniśmy zwracać na to szczególną uwagę, zwykle generatory turbin wiatrowych zaczynają produkować prąd już przy wietrze wiejącym z prędkością ok. 2 m/s - oczywiście pozyskiwana moc chwilowa jest w takim przypadku znacznie mniejsza od nominalnej dla danej turbiny. Ponadto należy pamiętać, że prąd uzyskiwany przy lekkim wietrze może być niewystarczający np. do efektywnego naładowania akumulatorów podłączonych do takiej instalacji.

• Bezpieczna prędkość wiatru - istotny parametr zwłaszcza w przypadku mikro-instalacji wiatrowych, określa maksymalną prędkość wiatru, przy jakiej turbina nie ulegnie uszkodzeniu/zniszczeniu.

• Napięcie znamionowe: wartość napięcia elektrycznego uzyskiwanego przez generator danej turbiny wiatrowej; parametr o tyle istotny, że wpływa na dobór typu falownika (ew. hybrydowego inwertera) w przypadku planu podłączenia elektrowni wiatrowej do zwykłej sieci energetycznej (tzw. instalacja on grid).

• Warto zwracać jeszcze uwagę na tzw. krzywą mocy - niestety, nie wszyscy sprzedawcy ją podają. Krzywa mocy to krzywa obrazująca zależność pomiędzy prędkością wiatru, a mocą generowaną przez daną turbinę. Ta krzywa w znacznie lepszym stopniu oddaje potencjalne możliwości danej turbiny niż tylko podawana przez wszystkich moc szczytowa danej instalacji.

Co znajdziemy w sprzedaży.

Generator Sweepid 300-400 W 12/24 V - turbina pionowa  Foto: Amazon

Ta niewielka turbina wiatrowa o pionowej osi obrotu z pięcioma łopatkami charakteryzuje się mocą znamionową 300 W, którą urządzenie jest w stanie uzyskać przy prędkości wiatru wynoszącej 12 m/s. Ponieważ zwykle wieje słabiej, warto mieć na uwadze, że prędkość rozruchowa (szybkość wiatru, od której turbina zaczyna generować jakikolwiek prąc) wynosi 2 m/s. Średnica wiatraka wynosi 82 cm. Materiał, z którego jest wykonany ten sprzęt to włókno szklane i nylon (łopatki turbiny) oraz aluminium (elementy mocujące). Napięcie znamionowe generatora wynosi 12 V. Bezpieczna prędkość wiatru wynosi 45 m/s, co oznacza, że sprzęt jest odporny nawet na bardzo silny wiatr. Tego typu niewielka instalacja może być wykorzystywana jako dodatkowe źródło energii np. do łodzi, przyczep kempingowych, czy np. może zasilać monitoring ogrodu /altanki. Ten sam sprzęt można spotkać również w popularnym polskim serwisie aukcyjnym, ale wówczas kosztuje on kilkaset złotych więcej.

Generator FlowerW 500 W  Foto: Amazon

Tym razem  turbina ze statecznikiem (automatyczne ustawianie się wiatraka do wiatru) o mocy nominalnej aż 500 W, jednak aby generator wytwarzał tyle energii wiatr musi wiać z prędkością aż 13 m/s (czyli blisko 50 km/h). Niemniej turbina w tym modelu zacznie wytwarzać energię już przy lekkim wietrze o prędkości 2 m/s. Trójfazowy generator daje napięcie 24 V. Turbina ta jest nieco droższa od poprzedniego modelu, ale wciąż nie przekraczamy 1000 zł brutto.

Generator iSTA-Breeze  Foto: Amazon

Kolejne urządzenie, sporo droższe od poprzednich, ale też o znacznie większym potencjale. W tym przypadku mamy do czynienia z generatorem o mocy nominalnej wynoszącej aż 2 kW przy napięciu 48 V. Oczywiście uzyskanie takiej mocy wymaga silnego wiatru, w tym przypadku o prędkości 12,5 m/s, jednak turbina zacznie wytwarzać energię już przy wietrze 2 m/s. Maksymalny wiatr to 60 m/s (czyli bardzo duża wichura). Średnica powierzchni rotującej wynosi w tym przypadku aż 225 cm. Oznacza to, że jest to instalacja raczej już bardziej stacjonarna, za duża na łódź żaglową czy przyczepkę kempingową, altanka itd.

Generator Buoqua 400

Kolejny model  to najtańszy z tu wymienionych produktów. Turbina trzyłopatkowa o poziomej osi obrotu wirnika ma nominalną moc aż 400 W, choć to naszym zdaniem bardzo entuzjastyczna wartość (producent podaje że można ją uzyskać już przy wietrze o prędkości 10,5 m/s (czyli nieco poniżej 40 km/h). Prędkość startowa turbiny jest w tym przypadku wyższa i wynosi 2,5 m/s, na dodatek użytkownicy tego modelu w komentarzach zwracają uwagę, że napięcie wymagane do np. naładowania akumulatora wymaga nieco większego wiatru.

Podsumowanie

Ujarzmienie energii wiatru może nam przynieść konkretne korzyści, ale należy pamiętać o warunkach jakie muszą zaistnieć, by w ogóle myśleć o tym sposobie pozyskiwania energii elektrycznej. Ważne jest, by nie popełniać częstych błędów, takich jak np. instalacja wiatraka na przyczepie kampingowej stojącej w zalesionym miejscu. Często przyczepy ustawia się w miejscach osłoniętych np. po to, by wnętrze za bardzo nie nagrzewało się na słońcu, problem w tym, że tam gdzie jest cień, tam również nie wieje wiatr. Dlatego instalowanie jakiejkolwiek instalacji wiatrowej w takim przypadku nie miałoby sensu.

Jeżeli jednak mamy np. altankę na działce pozbawioną zasilania czy inne miejsce, w którym wiemy, że często wieje mocny wiatr (np. w odsłoniętym miejscu nad morzem) i chcielibyśmy pozyskiwać energię z wiatru, to dobrze wiedzieć, że odpowiednie urządzenia są dostępne w sklepach i wcale nie muszą kosztować dziesiątek tysięcy złotych, jak duże instalacje zdolne do zasilania całego dużego domu jednorodzinnego. Wreszcie miejmy na uwadze, że opisywane tu mikroinstalacje generują mało energii, która może wystarczyć np. do zasilania niskonapięciowego oświetlenia ledowego, czy powolnego ładowania np. 12V akumulatorów, z których potem można wykorzystać energię w innych urządzeniach, jednak z całą pewnością nie ma co liczyć na to, żeby tego typu instalacje posłużyły nam np. do ogrzewania wody - ogrzanie np. 100 litrów wody (wanna) wymaga nie kilkuset wat energii, lecz kilkudziesięciu tysięcy aby ogrzanie przebiegło w jakimś rozsądnym czasie. Znając ograniczenia instalacji wiatrowych i uwarunkowania w otaczającym nas terenie z pewnością podejmiemy racjonalne decyzje. 

II. Fotowoltaika to proces wytwarzania energii elektrycznej z darmowego promieniowania słonecznego. Obecnie rozwój fotowoltaiki następuję bardzo dynamicznie, a słońce stanowi trzecie co do wielkości źródło energii odnawialnej na świecie. Energia słoneczna może być wykorzystywana do zasilania niewielkich urządzeń przenośnych, takich jak kalkulatory czy zegarki, lamp i sygnalizacji drogowych, alejek w ogrodzie oraz parkometrów, a także do oświetlenia pomieszczeń. Każdy z nas może czerpać korzyści z naturalnego źródła energii także do zasilenia swoich urządzeń domowych wychodząc naprzeciw postępującej degradacji środowiska naturalnego oraz stale rosnącym cenom prądu. Inwerter – zmiana prądu stałego na przemienny /tzw. falownik/ Panele słoneczne, czerpiąc energię ze słońca, wytwarzają napięcie stałe. Natomiast w gniazdkach w domu /altance znajduje się napięcie przemiennie o parametrach zgodnych z siecią niskiego napięcia, czyli 230/400 V 50 Hz. Należy więc oba napięcia do siebie dostosować. To jedno z głównych zadań falownika (inwertera). Urządzenie automatycznie przekształca napięcie stałe w przemienne o odpowiedniej wartości. Jego główne zadanie to zamiana prądu stałego, wyprodukowanego przez panele słoneczne, na prąd zmiennych, który możesz wykorzystać w domu/ altance.

 Bo bez energii nasza cywilizacja nie jest w stanie przetrwać.

Podstawowe założenie -że będzie produkowano mniej energii niż są potrzeby własne.  Sprzedaży nadwyżki wytworzonej energii wiąże się z prowadzeniem działalności gospodarczej. Obowiązujące przepisy art. 12 ustawy z dnia 13 grudnia 2013 r o rodzinnych ogrodach działkowych informuje -że na terenie działki obowiązuje zakaz prowadzenia działalności gospodarczej lub innej działalności zarobkowej.

 

V-ce Prezes       

Okręgowego Zarządu PZD

w Szczecinie

inż. Józef  Romanowski                            

Powrót

Copyright © 2020 Polski Związek Działkowców All rights reserved.

made by Esencja Studio