Czy opłaca się inwestować w przydomową elektrownie wiatrową?

Transkrypt

1 Wyprodukuj własny prąd z wiatru. Czy opłaca się inwestować w przydomową elektrownie wiatrową? To zależy od różnych czynników: - czy budynek zlokalizowany jest w dużej odległości od sieci energetycznej - czy są przerwy w dostawie prądu - na jaką ilość energii jest zapotrzebowanie Dla własnych gospodarstw najbardziej opłaca się produkować własną energię wtedy, kiedy zapotrzebowanie na nią nie jest duże. Dlatego jeśli bryła domu jest dobrze zaizolowana termicznie: ściany, dach, podłoga, okna i drzwi mają bardzo niski parametr przewodzenia ciepła na poziomie jak dla budynków niskoenergetycznych i pasywnych U< 0,15 W/m2K to budynek do ogrzania potrzebuje zaledwie < 30 kwh/m2 na rok. Wówczas korzystanie z energii elektrycznej do ogrzewania ma sens gdyż potrzebuje się jej zaledwie <15 W/m2 na rok powierzchni. Żeby ogrzać 10 m2 powierzchni budynku pasywnego potrzebna jest 1 osoba, która emituje ciepło o mocy 100 W, tyle co żarówka. 100 W 100 W Dla budynku 100 m2 potrzeba, zatem 10 osób jako źródło ciepła. Takie budynki potrzebują w najzimniejsze dni sezonu dogrzewania, które można zapewnić z własnego źródła, jakim jest np. elektrownia wiatrowa.

2 Wg. Prawa energetycznego, jakiemu podlega również Polska do 2020 roku wszystkie nowe budynki mają być zeroenergetyczne. W naszych rozporządzeniach nie jest sprecyzowany ten termin i dokładnie nie wiadomo, co oznacza, ale eksperci podają, że jest to budynek, który nie zużywa na potrzeby ogrzewania, przygotowania ciepłej wody, wentylacji, chłodzenia, pracy urządzeń AGD, elektroniki, oświetlenia energii ze źródeł kopalnych. Wprowadzając do budynku pasywnego odnawialne źródła energii np. wiatrak uzyskuje się budynek zeroenergetyczny. Nie jest możliwe osiągniecie takiego standardu budynku przy obecnie obowiązujących wymaganiach technicznych dotyczących izolacji przegród. Obecnie budynki wykonywane potrzebują do ogrzewania 90 % energii więcej niż budynek pasywny. Nie jest możliwe wyprodukowanie takiej ilości energii na potrzeby jednorodzinnego gospodarstwa ze źródeł odnawialnych zachowując przy tym ekonomiczny rozsądek gdyż od jej mocy zależy cena Ważne jest zastosowanie energooszczędnych urządzeń zasilanych energią elektryczną. Łączne zużycie energii dla wszystkich potrzeb budynku pasywnego nie może przekroczyć 120 kwh/m2 na rok. Przy obecnie oferowanych nowych urządzeniach zużycie można ograniczyć do 70 kwh/m2 na rok. dom zeroenergetyczny 0 dom pasywny maks. 15 dom niskoenergetyczny maks. 45 dom energooszczędny maks. 70 dom wybudowany do 1998 r W budynkach pasywnych z elektrowni przydomowej wiatrowej można zaspokoić wszystkie potrzeby energetyczne.

3 W związku z planowanymi zmianami będzie wprowadzona do prawa polskiego Dyrektywa Unii Europejskiej nr 2002/91/WE, która mówi o konieczności uwzględnienia przez projektanta w budynkach nowych oraz starych poddanych modernizacji, odnawialnych źródeł energii Jakie są rodzaje przydomowych elektrowni? -Mikroelektrownie produkujące prąd o mocy < 100 W. Prąd magazynuje się w bateriach akumulatorowych w układzie wydzielonym tzn. obwodzie wydzielonym z sieci elektroenergetycznej. Zaspokoi ona potrzeby oświetlenia i przygotowania ciepłej wody użytkowej. Cena 150 euro ( 615 zł) - Małe elektrownie o mocy od 100W 50 kw potrafią zaspokoić potrzeby pojedynczych gospodarstw domowych i budynków gospodarczych. Wiatraki mogą pracować zarówno w wydzielonym układzie jak również w instalacji wpiętej do sieci elektroenergetycznej. Cena za : W 750 euro ( 3000 zł), kw ok euro ( zł) - 15 kw ok. 16 ooo euro ( zł) - Duże elektrownie o mocy > 100 kw. Stosowane do zasilania gospodarstw i wytwarzania prądu na sprzedaż do sieci elektroenergetycznej. Na przyłączenie się do sieci potrzebna jest zgoda operatora sieci na przyłączenie się do jego instalacji. Cena takiej elektrowni jest dużo wyższa niż wymienionych powyżej. Warto skorzystać z fachowej pomocy, jeżeli chodzi o opłacalność inwestycji, która w głównej mierze zależy od zasobności wiatrów. Instytucje godne polecenia to Polski Instytut Energetyki Wiatrowej Europejskie Centrum Energii Odnawialnej EC IBMER Najczęściej stosowane elektrownie przydomowe mają moc od 3-5 kw.

4 Prąd może odbierać: -wydzielony obwód niskonapięciowy np. oświetleniowy albo wspomagający układ ogrzewania podłogowego. Taki obwód działa niezależnie od pozostałej instalacji elektrycznej z tradycyjnego źródła - cała instalacja, która jest na czas pobierania prądu z El. Wiatrowej odłączana od sieci energetycznej albo w ogóle nie jest podłączona do tej sieci. Z jakich elementów składa się przydomowa elektrownia wiatrowa? -turbina wiatrowa a. - wirnik z łopatkami śmigła najważniejszy element. W zależności od kształtu łopat występują wirniki o pionowej i poziomej osi obrotu. Ze względu na popularność najczęściej stosowane są tzw. klasyczne wirniki poziome. Silnik wiatrowy należy tak dobierać, żeby miał on maksymalnie moc taką, jaką może wytrzymać generator. Większy silnik wiatrowy może po prostu przeciążyć generator, co doprowadzi do awarii (przepalenia generatora). Mniejszy nie będzie w pełni wykorzystywał możliwości generatora. - generator b. - służą jedynie do zamiany energii mechanicznej (najczęściej obrotów wału) na energię elektryczną - akumulator e. - ilość (pojemność) akumulatorów dobiera się tak, żeby zgromadziły dzienną dawkę energii wytworzoną przez elektrownię w czasie, kiedy nie pracują odbiorniki. - przetwornica d. - falownik. Zamienia prąd stały z akumulatorów na prąd zmienny stosowany do zasilania odbiorników elektrycznych. W naszym przypadku 230V 50hz. Przetwornica powinna być dobrana do możliwości wytwórczych generatora i mniej więcej zgodna z nim napięciowo. - kontroler c. - kontroler ładowania spełnia funkcję prostownika i stabilizatora napięcia. Kontroler zwykle zabezpiecza też generator przed nadmiernym rozkręceniem i chroni akumulatory przed przeładowaniem. Może też pełnić funkcję kontrolera ładowania z ogniw fotowoltaicznych (tzw. kontroler hybrydowy). a b c d e Urządzenia powyższe do są instalowane w pomieszczeniach gospodarczych lub piwnicach. Jaka jest zasada działania elektrowni? Energię elektryczną wytwarzają podczas wiejącego na nie wiatru. Duże elektrownie wiatrowe umieszcza się na wieżach o wysokości nawet do 120 m. Małe najczęściej na masztach od 1,5 ( na dachach) do m nad poziomem gruntu. W celu zapobieżenia sytuacji, kiedy nie ma wiatru i następuje przerwa w produkcji prądu stosuje się układ hybrydowy, czyli połączenie el. wiatrowej z ogniwami fotowoltaicznymi i niekiedy z generatorem spalinowym. Konieczne są zamontowane akumulatory do magazynowania nadwyżek energii w czasie, kiedy nie ma dużego odbioru i oddawanie go w czasie, gdy zapotrzebowanie się zwiększa.

5 W zależności od położenia osi obrotu silnika rozróżniamy: - z poziomą osią obrotu zastosowanie ponad 95 % * duży zakres mocy * duży wybór urządzeń * dość głośne - z pionową osią obrotu * ciche * dość lekkie * stosunkowo mały wybór urządzeń i mocy

6 Podział na sposób wykorzystanej energii: - siłownie energetyczne - siłownie pompowe Podział na liczbę płatów wirnika: - jednopłatowe - trzypłatowe - czteropłatowe - wielopłatowe Podział ze względu na usytuowanie wirnika względem kierunku wiatru i masztu: -dowietrzne ( up-wind) - odwietrzne( down-wind) Podział ze względu na stosunek prędkości wirnika do do prędkości wiatru: - szybkobieżne - średniobieżne - wolnobieżne Najczęściej stosowane w 90 % to te z poziomą osią obrotu, trójpłatowe, dowietrzne. Jakie miejsce na wiatrak będzie najlepsze? Dostępne atlasy i mapy wietrzności należy traktować jedynie jako materiały pomocnicze. W budowie małych elektrowni wiatrowych bardziej istotna od atlasów wiatru jest obserwacja i doświadczenie. Lokalne uwarunkowania oreografii (ukształtowania) terenu mogą sprawić, ze nawet w regionie uważanym za bezwietrzny elektrownia wiatrowa może być opłacalna.

7 Uwarunkowania lokalne. Elektrownia wiatrowa działa najlepiej, gdy strumień wiatru jest laminarny (niezaburzony). Aby wiec zwiększyć pewność, iż struga wiatru docierająca do wiatraka będzie miała przepływ bliski idealnemu, odległości wiatraka od wszelkich przeszkód terenowych (w tym budynków, drzew itp.) powinny spełniać warunki przedstawione na poniższym rys. Jeśli wiatrak miałby stać za przeszkoda (domem, drzewem, lasem), to trzeba pamiętać, ze za tymi przeszkodami (patrząc w kierunku wiatru) w strefie oznaczonej na rysunku kolorem szaroniebieskim strugi powietrza wirują. Aby wiec wiatrak działał efektywnie, jego wirnik powinien znajdować się poza ta strefa - a sam wiatrak powinien być albo bardzo wysoki, albo znacznie oddalony od przeszkody (zwykle o odległość równa około 20 wysokościom przeszkody). Dużo lepiej, gdy wiatrak ma się znajdować przed przeszkoda, bo strefa zawirowań powietrza jest wówczas znacznie mniejsza. Dzięki temu wiatrak może stać bliżej przeszkody i być znacznie niższy niż w pierwszej opisanej sytuacji. Umiejscowienie wiatraka przydomowego powinno być jednak każdorazowo dobierane do lokalnych warunków i poprzedzone badaniami wietrzności w danej okolicy. Wiatraki lokalizuje się na fundamencie w ziemi lub na dachu. Należy mieć na uwadze duże obciążenie masztu, dlatego najlepiej przewidzieć to na etapie projektowania budynku. Hałas Elektrownie wiatrowe - również małe, przydomowe - stanowią źródło hałasu. Zgodnie z przepisami obiekty i urządzenia stanowiące źródła hałasu należy lokalizować tak, by nie naruszały dopuszczalnych poziomów hałasu. Najcichszymi urządzeniami są elektrownie wiatrowe o pionowej osi obrotu, w tym świderkowe.

8 Elektrownie przydomowe z reguły spełniają wymogi wynikające z ochrony przed hałasem już w odległości m od budynków mieszkalnych. Duże elektrownie wiatrowe mogą wymagać oddalenia nawet o m. Aby upewnić się, ze po postawieniu elektrowni sąsiedzi nie zaczną nękać inwestora licznymi kontrolami, zaleca się wykonanie specjalistycznych analiz już na etapie przygotowania inwestycji. Takie analizy wykonują na zlecenie chętnych wyspecjalizowane firmy oferujące elektrownie wiatrowe, a także instytucje zajmujące się energia wiatrowa. Jaką ilość prądu można uzyskać? Dobrze dobrana i usytuowana elektrownia wiatrowa może wytworzyć rocznie taka ilość energii elektrycznej, jaka odpowiada 10-20% iloczynu mocy nominalnej instalowanej turbiny oraz liczby godzin w ciągu roku (24 h 365).W tak wyliczonej wielkości uwzględnione są zarówno okresy bezwietrzne, jak i te, kiedy prędkość wiatru jest mniejsza lub większa od tej, przy której elektrownia wiatrowa produkuje moc nominalna. Otrzymany wynik, mimo ze szacunkowy, z pewnością pomoże w uzmysłowieniu i urealnieniu oczekiwań. Szczegółowej oceny produkcji energii dokonać można dopiero po uwzględnieniu zasobów wietrzności w konkretnej lokalizacji oraz właściwości dobranego typu elektrowni wiatrowej Na terenach wiejskich gdzie koszty podłączenia prądu są znaczne elektrownie wiatrowe mogą doskonale spełniać zadanie zaopatrzenia gospodarstwa w energię. Jakie spełnić należy wymagania do postawienia elektrowni?

9 Elektrownie wiatrowe, które maja być trwale związane z gruntem (maja mieć fundament), są uważane za obiekty budowlane i podlegają wszelkim przepisom prawa budowlanego. Na ich postawienie wymagane jest, zatem uzyskanie pozwolenia na budowę. Wyjątek stanowią urządzenia nieduże i sięgające niewiele poza obrys okolicznej zabudowy, a posadawiane zazwyczaj na masztach z odciągami - na te często nie trzeba uzyskiwać pozwolenia na budowę ani ich zgłaszać, (ale lepiej upewnić się, co do tego przed rozpoczęciem budowy!). Aby można było sprzedawać nadwyżki energii do sieci elektroenergetycznej, zgodnie z przepisami obowiązującymi od 1 maja 2004 r.** trzeba uzyskać od Urzędu Regulacji Energetyki specjalne zezwolenie (koncesje) na prowadzenie takiej działalności gospodarczej i zarejestrować te działalność w stosownym urzędzie (np. miejskim, gminy lub innym). Niestety, zakres formalności wymaganych od potencjalnego producenta czystej energii wiatrowej nie sprzyja popularności takich inwestycji w Polsce. Czy są dotacje? Będzie program pilotażowy Pierwszym programem, który umożliwi finansowanie inwestycji małych elektrowni wiatrowych będzie uruchomiony w III kwartale 2012 roku pilotażowy program NFOŚiGW dot. inteligentnych sieci energetycznych. Z kolei nowy produkt finansowy w postaci kredytów preferencyjnych przygotowywany jest przez Bank Ochrony Środowiska wspólnie z WFOŚiGW. Jak zachęcić do energii z wiatru? Rynek małej energetyki wiatrowej w Polsce funkcjonuje głównie w oparciu o instalacje działające w systemach autonomicznych (niepodłączonych do sieci). Z tego względu inwestorzy, w stosunku do dużych instalacji OZE sieciowych, ponoszą dodatkowe koszty na systemy magazynowania energii elektrycznej (w ciepłej wodzie lub bateriach akumulatorów) i uzyskują niższe współczynniki wykorzystania mocy. Rozwijanie się tego typu rozwiązań technologicznych czyni małą energetykę wiatrową mniej konkurencyjną w stosunku do np. wielkoskalowych farm wiatrowych i innych mikro-instalacji OZE. Ministerstwo Gospodarki z końcem 2011 roku przedstawiło projekt ustawy o odnawialnych źródłach energii, która po raz pierwszy uwzględnia specyfikę mikroźródeł energii odnawialnej. W projekcie zaproponowano rozwiązania ułatwiające współpracę małych turbin z siecią energetyczną, m.in. poprzez brak konieczności uzyskania koncesji z URE na produkcję energii sprzedawanej do sieci, czy bezpłatne podłączenie do sieci. Ponadto w toku konsultacji społecznych uznano konieczność powrotu do instytucji tzw. "sprzedawcy z urzędu także dla źródeł o mocy większej od 40 kw i obowiązek zakupu energii z OZE przez operatora sieci po cenie zbliżonej do ceny rynkowej (a nie jak pierwotnie proponowano za cenę skorygowaną wskaźnikiem 0,7). Nadal jednak brakuje w projekcie ustawy rozwiązań systemowych dla energetyki rozproszonej, w tym związanych z integracją różnych instrumentów wsparcia (podatkowych, dotacji oraz planistycznych i związanych z tworzeniem mikrosieci). Państwo planuje system wsparcia Według wstępnych ustaleń Ministerstwa Gospodarki po konsultacjach społecznych i międzyresortowych, właściciele mikroinstalacji będą mogli skorzystać ze sprawdzonego systemu wsparcia w postaci stałych taryf (FiT), funkcjonujących w Niemczech i w Wielkiej Brytanii. Według analiz ekonomicznych IEO, o ile będą miały zastosowanie instrumenty podatkowe i premia (na wzór brytyjski) za energię oddawaną do sieci, minimalna kwota stałej

10 taryfy zastępczej dla mikroźródeł to 900zł/MWh (do 20kW mocy zainstalowanej) i 800zł/MWh (powyżej 20kW mocy zainstalowanej). Taka wysokość FiT zagwarantuje zwrot inwestycji w okresie krótszym niż 10 lat. Oprócz tego proponuje się likwidację progów dla mocy przyłączeniowej, uznając każde źródło energii odnawialnej przyłączone do sieci niskiego napięcia za mikroinstalacji, natomiast maksymalna moc mikroinstalacji powinna odpowiadać przydzielonej mocy zamówionej. Takie rozwiązanie zapewni większą optymalizację wykorzystania istniejących zasobów sieciowych. Innymi zachętami, które skutecznie mogłyby stymulować rynek mikroinstalacji OZE i są ciągle przedmiotem rozważań resortu gospodarki to zwolnienia z podatku dochodowego, zwiększenie wymagań, co do minimalnych udziałów energii z OZE w nowych i remontowanych budynkach i ulgi budowlane. Dodatkową przeszkodą, jaka może stanąć inwestorom MEW na drodze do skorzystania z ww. udogodnień podatkowych czy dodatkowego finansowania, jest brak systemu certyfikacji urządzeń i instalatorów. Wszyscy (także indywidualne osoby fizyczne) chętni do postawienia przydomowej elektrowni wiatrowej mogą skorzystać z pomocy i niskooprocentowanych (nawet 1%) kredytów instytucji finansowych, na przykład Banku Ochrony Środowiska. Kredyty te według założeń mogą być przeznaczone na zakup lub montaż urządzeń i wyrobów służących ochronie środowiska. Czy poradzę sobie sam? Planując budowę elektrowni wiatrowej, warto skorzystać z pomocy fachowców, którzy odpowiednio dobiorą jej typ oraz wielkość i pomogą przebrnąć przez gęstwinę obowiązujących przepisów prawnych. Eksploatacja Żywotność elektrowni wiatrowych sięga według producentów około 25 lat. W tym czasie jednak należy liczyć się z koniecznością ich okresowej obsługi, wymiana materiałów eksploatacyjnych oraz serwisem. Rynek Wg stanu na koniec 2011 roku zidentyfikowano 116 farm lub pojedynczych turbin wiatrowych. W gminie Kobylnica powstaną nowe wiatraki. W gminie Kobylnica pod koniec roku rozpocznie działalność komercyjna druga farma wiatrowa. Buduje ją firma Eko Energy, spółka hiszpańskiego koncernu Taiga Mistral. Na farmę, która powstanie na gruntach gminnych i prywatnych w pobliżu wsi Płaszewo i Lulemino, złoży się 18 turbin wiatrowych o łącznej mocy 41,4 MW. Każda z turbin będzie mogła wygenerować moc 2,3 MW, a średnica łopat siłowni będzie wynosić 101 metrów. Siłownie dostarczy firma Siemens, która podpisała też umowę na serwis tych urządzeń przez kolejne 10 lat. Inwestycja będzie kosztować blisko 300 mln zł. Instalacja zostanie podłączona do sieci energetycznej Grupy Energa 110 kv, a odbiorcą wyprodukowanej na

11 farmie energii będzie firma EGL Polska. Rozpoczęcie dostaw turbin zaplanowano na połowę roku, a cała farma powinna być oddana do eksploatacji na przełomie roku 2011 i Autor : Wykorzystano zdjęcia : archiwum-ekologika.pl, interia.pl, regionom.pl,soltec.pl,generatory-wiatrowe.pl