Elektrownia wiatrowa przetwarza energię wiatru na elektryczną. W uproszczeniu: strumień powietrza napływający na łopaty wirnika elektrowni wywołuje ruch obrotowy wirnika,a obracający się wirnik przekazuje energię mechaniczną do przekładni, w której z kolei następuje wzrost prędkości obrotowej energii przekazywanej na generator. Generator przetwarza energię mechaniczną na elektryczną.

- Produkcja energii elektrycznej uzależniona jest przede wszystkim od warunków wietrznych panujących w danym miejscu, a także od mocy turbiny wiatrowej. W przypadku przydomowych turbin wiatrowych, oprócz warunków wietrznych, przyszła efektywność urządzenia zależy od sposobu montażu turbiny i wysokości masztu – mówi Michał Głuch, kierownik działu handlowego SunnyLife Technologies, spółki oferującej rozwiązania z zakresu energetyki odnawialnej dla klientów indywidualnych

Producenci turbin wiatrowych zalecają montaż takiej turbiny, co najmniej 6 metrów ponad zabudowania znajdujące się najbliższej okolicy.

[srodtytul]Od mikro do olbrzyma [/srodtytul]

Ze względu na moc elektrownie wiatrowe dzieli się na "mikro", „małe" i „duże":

• [b]mikroelektrownie[/b] wiatrowe o mocy 100 W - taką elektrownię można wykorzystać do zasilania pojedynczych lamp czy urządzeń na prąd jednofazowy.

• [b]małe elektrownie[/b] wiatrowe o mocy od 100 W do 50 kW - zapewniają energię elektryczną dla całego domu, a nawet małej firmy. Najpopularniejsze są elektrownie o mocy 3 - 5 kW. Moc tych urządzeń wystarczy do zasilania oświetlenia, układów pompowych, sprzętu i urządzeń domowych.

• [b]duże elektrownie[/b] wiatrowe o mocy powyżej 100 kW - służą przede wszystkim do wytwarzania prądu sprzedawanego do sieci elektroenergetycznych.

[srodtytul]Wirnik na wieży[/srodtytul]

Każda elektrownia wiatrowa musi się składać z wieży i turbiny. W grę wchodzą wieże różnej wysokości.

- Współczesne, duże elektrownie wiatrowe osadza się na wieżach o wysokości 70 - 120 metrów. Natomiast wysokość masztów przydomowych urządzeń sięga od 1,5 m (na dachach) do 15 - 20 metrów nad poziomem gruntu - wylicza Michał Wiśniewski, przedstawiciel spółki Domrel Biuro Usług Inwestycyjnych.

Właścicielom domów jednorodzinnych zwykle wystarczają elektrownie o wysokości wieży do 15 mkw. i mocy do 5 kW. Mogą one wytwarzać nawet ok. 10 – 15 tys. kWh prądu rocznie.

Producenci oferują elektrownie z poziomą osią obrotu wirnika (HAWT) lub pionową osią obrotu (VAWT), przy czym to pierwsze rozwiązanie jest najpopularniejsze - stosuje się je w ponad 95 proc. elektrowni.

Do wyboru są też elektrownie wolno-, średnio- i szybkobieżne.

- Chodzi tu o stosunek prędkości obwodowej wirnika rotora, czyli obracającego się elementu turbiny silnika wiatrowego, do prędkości wiatru - wyjaśnia Michał Wiśniewski.

Wirniki mają różną liczbę płatów, zwanych potocznie skrzydłami. Są nawet wirniki jednopłatowe. Najpopularniejsze to 1-3 płatowe.

Na tym nie koniec. - Mamy do dyspozycji dwa rodzaje turbin wiatrowych: turbiny do systemów autonomicznych i turbiny do podłączenia do sieci. Systemy autonomiczne, jak sama nazwa wskazuje, są niezależne od sieci elektroenergetycznej. Zapewniają również pewną autonomię, gdy nie ma wiatru. Do zbudowania takiego systemu oprócz samej turbiny potrzebujemy akumulatorów i inwertera. W przypadku systemu podłączonego do sieci, w momencie braku energii z własnych źródeł (wiatru lub słońca), korzystamy z prądu dostarczanego przez zakład energetyczny - tłumaczy Michał Głuch.

[srodtytul]Wiatr musi trochę hulać[/srodtytul]

Aby urządzenie działało najefektywniej trzeba zamontować je w odpowiednim miejscu. Wiele zależy od doboru właściwego typu oraz mocy elektrowni.

- Pamiętajmy, że prędkość wiatru rośnie wraz z wysokością dlatego warto montować generatory na jak najwyższych wieżach - zaznacza Michał Wiśniewski.

Elektrownię można zamontować na dachu domu lub jako wolnostojące urządzenie. W tym drugim przypadku potrzebować będziemy fundamentu, którego rozmiar będzie zależny od masy urządzenia i wysokości wieży. - Powierzchnia zajmowana przez urządzenia towarzyszące, przede wszystkim opcjonalne akumulatory mające zapewnić energię na czas bezwietrzny, zależna jest od mocy zainstalowanej turbiny. Pomieszczenie gospodarcze, w którym będą się znajdować akumulatory, może mieć od kilku do kilkunastu mkw. - wylicza Wiśniewski.

Wolnostojąca elektrownia powinna być zamontowana na terenie otwartym, od strony przeważającego kierunku wiatru. Urządzenie stawiamy jak najdalej od budynków i drzew, które obniżają jego wydajność i powodują turbulencje.

- Wyniesienie turbiny na odpowiednią wysokość i odpowiednie odsunięcie od zabudowań, zapewni optymalne warunki pracy dla turbiny wiatrowej. Więc w przypadku, gdy mamy zabudowania wysokości 10 m., maszt pod turbinę wiatrową powinien mieć przynajmniej 16 m. choć lepiej gdyby miał 18 m. - mówi Michał Głuch.

[srodtytul]Przygotuj się na bezwietrzne dni[/srodtytul]

Elektrownie wiatrowe pracują 15 - 25 lat. Są to w dużej części urządzenia bezobsługowe, których konserwacja polega na wykonaniu dwóch przeglądów technicznych w ciągu roku. W czasie tych przeglądów sprawdza się wszystkie instalacje elektrowni, wymienia płyny eksploatacyjne itp. Oczywiście konieczny jest bieżący nadzór nad urządzeniem i reagowanie w przypadku pojawienia się usterek. - W małych elektrowniach najszybszemu zużyciu ulegają zwykle różne łożyska - zauważa Michał Wiśniewski.

Przyjmuje się średnią siłę wiatru w miejscu instalacji na poziomie 5m/s.

- Przy mniejszych prędkościach instalowanie elektrowni jest wątpliwe ekonomicznie. Można w takim przypadku zastosować wirniki o zwiększonej liczbie łopat. Nie warto jednak montować większych łopat bo jak będzie za mocno wiało - spali się generator. Większa liczba łopat podwyższa koszt instalacji ale poprawia wydajność przy słabszych wiatrach - opowiada jeden z dostawców urządzeń do budowy elektrowni wiatrowych.

- Niestety, możliwości magazynowania energii z elektrowni wiatrowej nie są jeszcze dopracowane i minie jeszcze sporo czasu zanim rozwiązania pozwalające na pełną niezależność od zewnętrznych dostawców energii będą ogólnie dostępne - tłumaczy Michał Wiśniewski. - W przypadku bezwietrznej pogody trzeba posiłkować się tradycyjnym źródłem energii albo energią zmagazynowaną w akumulatorach.

Producenci polecają często systemy hybrydowe, czyli wykorzystujące dwa źródła energii odnawialnej np. wiatr (turbina wiatrowa) i słońce (moduły fotowoltaiczne).

[ramka][srodtytul]Elementy przydomowej elektrowni wiatrowej[/srodtytul]

[b]Anemometr[/b] – przyrząd do wskazywania siły i kierunku wiatru z kolektorem danych

[b]Generator prądu[/b] – urządzenie przetwarzające energię kinetyczną w elektryczną