Instalacja i konserwacja małego systemu wiatrowego

Producent Twojego systemu wiatrowego lub dealer, u którego go kupiłeś, powinien być w stanie pomóc Ci zainstalować Twój mały system wiatrowy. Możesz zainstalować system samodzielnie — ale przed przystąpieniem do projektu zadaj sobie następujące pytania:

• Czy mogę wykonać właściwy fundament cementowy?
• Czy mam dostęp do windy lub możliwości bezpiecznego rozstawienia wieży?
• Czy znam różnicę pomiędzy okablowaniem prądu przemiennego (AC) a okablowaniem prądu stałego (DC)?
• Czy moja wiedza na temat elektryczności jest wystarczająca, aby bezpiecznie podłączyć moją turbinę?
• Czy wiem, jak bezpiecznie obchodzić się z bateriami i je instalować?

Jeśli odpowiedziałeś „nie” na którekolwiek z powyższych pytań, prawdopodobnie powinieneś zdecydować się na instalację systemu przez integratora lub instalatora systemów. Skontaktuj się z producentem, aby uzyskać pomoc, lub skontaktuj się z urzędem energetycznym swojego stanu i lokalnym zakładem użyteczności publicznej, aby uzyskać listę lokalnych instalatorów systemów. Możesz również sprawdzić żółte strony dostawców usług systemów energii wiatrowej.

Wiarygodny instalator może świadczyć dodatkowe usługi, takie jak uzyskiwanie pozwoleń. Dowiedz się, czy instalator jest licencjonowanym elektrykiem, poproś o referencje i sprawdź je. Możesz również skontaktować się z Better Business Bureau.

Przy prawidłowej instalacji i konserwacji mały system wiatrowy powinien wytrzymać do 20 lat lub dłużej. Roczna konserwacja może obejmować:

• Sprawdzanie i dokręcanie śrub i połączeń elektrycznych w razie potrzeby
• Sprawdzanie maszyn pod kątem korozji i prawidłowego naciągu lin odciągowych
• Sprawdzenie i wymiana zużytej taśmy na krawędzi natarcia na łopatkach turbiny, jeśli jest to konieczne
• Wymiana łopatek turbiny i/lub łożysk po 10 latach, jeśli zachodzi taka potrzeba.

Jeśli nie posiadasz wiedzy i doświadczenia w zakresie konserwacji systemu, instalator może zapewnić program serwisowy i konserwacyjny.

Producent lub dealer Twojego systemu może również pomóc Ci znaleźć najlepszą lokalizację dla Twojego systemu wiatrowego. Niektóre ogólne uwagi obejmują:

• Rozważania nad zasobami wiatru– Jeśli mieszkasz w trudnym terenie, rozważnie wybierz miejsce instalacji. Jeśli na przykład umieścisz turbinę wiatrową na szczycie wzgórza lub po jego wietrznej stronie, będziesz mieć większy dostęp do dominujących wiatrów niż w żlebie lub po zawietrznej (osłoniętej) stronie wzgórza na tej samej posesji. Możesz mieć różne zasoby wiatru w obrębie tej samej posesji. Oprócz pomiaru lub uzyskania informacji o rocznych prędkościach wiatru, musisz wiedzieć o dominujących kierunkach wiatru w Twojej lokalizacji. Oprócz formacji geologicznych musisz wziąć pod uwagę istniejące przeszkody, takie jak drzewa, domy i szopy. Musisz również zaplanować przyszłe przeszkody, takie jak nowe budynki lub drzewa, które nie osiągnęły jeszcze pełnej wysokości. Twoja turbina musi być umieszczona po stronie nawietrznej od wszelkich budynków i drzew i musi znajdować się 30 stóp nad wszystkim w promieniu 300 stóp.
• Rozważania systemowe– Pamiętaj, aby zostawić wystarczająco dużo miejsca na podnoszenie i opuszczanie wieży w celu konserwacji. Jeśli wieża jest odciągnięta, musisz zostawić miejsce na odciągi. Niezależnie od tego, czy system jest samodzielny, czy podłączony do sieci, musisz również wziąć pod uwagę długość przewodu między turbiną a obciążeniem (dom, akumulatory, pompy wodne itp.). Znaczna ilość energii elektrycznej może zostać utracona w wyniku oporu przewodu — im dłuższy przewód, tym więcej energii elektrycznej zostanie utraconej. Użycie większej ilości lub grubszego przewodu zwiększy również koszty instalacji. Straty na przewodzie są większe, gdy masz prąd stały (DC) zamiast prądu przemiennego (AC). Jeśli masz długi przewód, zaleca się zamianę prądu stałego na prąd przemienny (AC).

Małe turbiny wiatrowe wykorzystywane w gospodarstwach domowych mają zazwyczaj moc od 400 watów do 20 kilowatów, w zależności od ilości energii elektrycznej, jaką chcesz wytwarzać.

Typowy dom zużywa około 10 932 kilowatogodzin energii elektrycznej rocznie (około 911 kilowatogodzin miesięcznie). W zależności od średniej prędkości wiatru w danym obszarze, turbina wiatrowa o mocy znamionowej od 5 do 15 kilowatów byłaby wymagana, aby wnieść znaczący wkład w to zapotrzebowanie. Turbina wiatrowa o mocy 1,5 kilowata zaspokoi potrzeby domu wymagającego 300 kilowatogodzin miesięcznie w miejscu o średniej rocznej prędkości wiatru wynoszącej 14 mil na godzinę (6,26 metra na sekundę).

Aby pomóc Ci określić, jakiej wielkości turbiny potrzebujesz, najpierw ustal budżet energetyczny. Ponieważ efektywność energetyczna jest zazwyczaj tańsza niż produkcja energii, zmniejszenie zużycia energii elektrycznej w domu prawdopodobnie będzie bardziej opłacalne i zmniejszy rozmiar turbiny wiatrowej, której potrzebujesz.

Wysokość wieży turbiny wiatrowej ma również wpływ na ilość energii elektrycznej, jaką turbina wygeneruje. Producent powinien pomóc Ci określić wysokość wieży, jakiej będziesz potrzebować.

Oszacowanie rocznej produkcji energii przez turbinę wiatrową (w kilowatogodzinach na rok) to najlepszy sposób na ustalenie, czy turbina wiatrowa i wieża wyprodukują wystarczającą ilość energii elektrycznej, aby zaspokoić Twoje potrzeby.

Producent turbin wiatrowych może pomóc Ci oszacować produkcję energii, jakiej możesz się spodziewać. Producent użyje obliczeń opartych na tych czynnikach:

• Szczególna krzywa mocy turbiny wiatrowej
• Średnia roczna prędkość wiatru w Twojej lokalizacji
• Wysokość wieży, którą planujesz wykorzystać
• Rozkład częstotliwości wiatru – szacunkowa liczba godzin, w których wiatr będzie wiał z daną prędkością w przeciętnym roku.

Producent powinien również uwzględnić w obliczeniach wysokość, na jakiej znajduje się Twoja działka.

Aby uzyskać wstępną ocenę wydajności konkretnej turbiny wiatrowej, można skorzystać z następującego wzoru:

AEO = 0,01328 D²V³

Gdzie:

• AEO = Roczna produkcja energii (kilowatogodziny/rok)
• D = Średnica wirnika, stopy
• V = Średnia roczna prędkość wiatru, mile na godzinę (mph), w Twojej lokalizacji

Uwaga: różnica między mocą i energią polega na tym, że moc (kilowaty) oznacza szybkość, z jaką zużywana jest energia elektryczna, natomiast energia (kilowatogodziny) oznacza ilość zużywanej energii.

Małe systemy energii wiatrowej mogą być podłączone do systemu dystrybucji energii elektrycznej. Są one nazywane systemami podłączonymi do sieci. Turbina wiatrowa podłączona do sieci może zmniejszyć zużycie energii elektrycznej dostarczanej przez zakład na oświetlenie, urządzenia i ogrzewanie elektryczne. Jeśli turbina nie jest w stanie dostarczyć ilości energii, której potrzebujesz, zakład pokrywa różnicę. Kiedy system wiatrowy wytwarza więcej energii elektrycznej, niż potrzebuje Twoje gospodarstwo domowe, nadmiar jest wysyłany lub sprzedawany zakładowi.

Przy tym typie połączenia sieciowego turbina wiatrowa będzie działać tylko wtedy, gdy dostępna będzie sieć energetyczna. Podczas przerw w dostawie prądu turbina wiatrowa musi zostać wyłączona ze względów bezpieczeństwa.

Systemy podłączone do sieci mogą być praktyczne, jeżeli spełnione są następujące warunki:

• Mieszkasz na obszarze, na którym średnia roczna prędkość wiatru wynosi co najmniej 10 mil na godzinę (4,5 metra na sekundę).
• W Twojej okolicy prąd dostarczany przez zakład energetyczny jest drogi (około 10–15 centów za kilowatogodzinę).
• Wymagania przedsiębiorstwa energetycznego dotyczące podłączenia Twojego systemu do sieci nie są nadmiernie wysokie.

Istnieją dobre zachęty do sprzedaży nadwyżek energii elektrycznej lub zakupu turbin wiatrowych. Przepisy federalne (w szczególności Public Utility Regulatory Policies Act z 1978 r., czyli PURPA) wymagają, aby przedsiębiorstwa użyteczności publicznej łączyły się z małymi systemami energii wiatrowej i kupowały energię z nich. Należy jednak skontaktować się z przedsiębiorstwem użyteczności publicznej przed podłączeniem do jego linii dystrybucyjnych, aby omówić wszelkie kwestie związane z jakością energii i bezpieczeństwem.

Twoje przedsiębiorstwo użyteczności publicznej może dostarczyć Ci listę wymagań dotyczących podłączenia Twojego systemu do sieci. Aby uzyskać więcej informacji, zobaczdomowe systemy energetyczne podłączone do sieci.

Energia wiatrowa może być wykorzystywana w systemach poza siecią, zwanych również systemami autonomicznymi, które nie są podłączone do systemu dystrybucji energii elektrycznej ani sieci. W tych zastosowaniach małe systemy wiatrowe mogą być wykorzystywane w połączeniu z innymi komponentami – w tymmały system solarny– aby tworzyć hybrydowe systemy energetyczne. Hybrydowe systemy energetyczne mogą zapewnić niezawodną energię poza siecią dla domów, gospodarstw rolnych, a nawet całych społeczności (na przykład projektu co-housing), które znajdują się daleko od najbliższych linii energetycznych.

Niezależny od sieci, hybrydowy system elektryczny może okazać się dla Ciebie praktyczny, jeśli poniższe elementy opisują Twoją sytuację:

• Mieszkasz na obszarze, na którym średnia roczna prędkość wiatru wynosi co najmniej 9 mil na godzinę (4,0 metrów na sekundę).
• Połączenie sieciowe nie jest dostępne lub można je uzyskać tylko poprzez kosztowne przedłużenie. Koszt poprowadzenia linii energetycznej do odległego miejsca w celu połączenia z siecią użyteczności publicznej może być zaporowy, wahając się od 15 000 do ponad 50 000 dolarów za milę, w zależności od terenu.
• Chcesz uzyskać niezależność energetyczną od dostawcy energii.
• Chcesz wytwarzać czystą energię.

Więcej informacji znajdziesz w artykule dotyczącym korzystania z systemu poza siecią.