Instalacja i konserwacja małej elektrowni wiatrowej

Producent Twojej instalacji wiatrowej lub sprzedawca, u którego ją kupiłeś, powinien być w stanie pomóc Ci w instalacji małej instalacji wiatrowej.Możesz zainstalować system samodzielnie – jednak przed przystąpieniem do realizacji projektu zadaj sobie następujące pytania:

• Czy mogę wylać odpowiedni podkład cementowy?
• Czy mam dostęp do windy lub sposobu na bezpieczne postawienie wieży?
• Czy znam różnicę między okablowaniem prądu przemiennego (AC) i prądu stałego (DC)?
• Czy wiem wystarczająco dużo o elektryczności, aby bezpiecznie okablować moją turbinę?
• Czy wiem, jak bezpiecznie obchodzić się z bateriami i je instalować?

Jeśli na którekolwiek z powyższych pytań odpowiedziałeś „nie”, prawdopodobnie powinieneś zdecydować się na instalację systemu przez integratora lub instalatora systemu.Skontaktuj się z producentem, aby uzyskać pomoc, lub skontaktuj się ze stanowym biurem ds. energii i lokalnym przedsiębiorstwem energetycznym, aby uzyskać listę lokalnych instalatorów systemu.Możesz także sprawdzić żółte strony dostawców usług w zakresie systemów energii wiatrowej.

Wiarygodny instalator może świadczyć dodatkowe usługi takie jak udzielenie zezwoleń.Dowiedz się, czy instalator jest elektrykiem z uprawnieniami, poproś o referencje i sprawdź je.Możesz także skontaktować się z Better Business Bureau.

Przy prawidłowej instalacji i konserwacji mała elektrownia wiatrowa powinna przetrwać do 20 lat lub dłużej.Coroczna konserwacja może obejmować:

• Sprawdzanie i dokręcanie śrub i połączeń elektrycznych, jeśli to konieczne
• Sprawdzanie maszyn pod kątem korozji i prawidłowego napięcia odciągów
• Sprawdź i wymień zużytą taśmę krawędzi natarcia na łopatkach turbiny, jeśli to konieczne
• W razie potrzeby wymiana łopatek turbiny i/lub łożysk po 10 latach.

Jeśli nie masz doświadczenia w konserwacji systemu, instalator może zapewnić program serwisu i konserwacji.

Producent lub sprzedawca systemu może również pomóc w znalezieniu najlepszej lokalizacji dla Twojego systemu wiatrowego.Niektóre ogólne uwagi obejmują:

• Rozważania dotyczące zasobów wiatrowych– Jeśli mieszkasz w trudnym terenie, zachowaj ostrożność przy wyborze miejsca instalacji.Jeśli na przykład umieścisz turbinę wiatrową na szczycie wzgórza lub po wietrznej stronie wzgórza, będziesz mieć większy dostęp do przeważających wiatrów niż w wąwozie lub po zawietrznej (osłoniętej) stronie wzgórza na tej samej posesji.W ramach tej samej nieruchomości możesz mieć różne źródła energii wiatrowej.Oprócz pomiaru lub sprawdzenia rocznej prędkości wiatru, musisz znać dominujące kierunki wiatru w Twojej lokalizacji.Oprócz formacji geologicznych należy wziąć pod uwagę istniejące przeszkody, takie jak drzewa, domy i szopy.Należy także zaplanować przyszłe przeszkody, takie jak nowe budynki lub drzewa, które nie osiągnęły pełnej wysokości.Turbina musi być umieszczona pod wiatrem od budynków i drzew i musi znajdować się 30 stóp nad czymkolwiek w promieniu 300 stóp.
• Rozważania systemowe– Należy pamiętać o pozostawieniu wystarczającej ilości miejsca do podnoszenia i opuszczania wieży w celu konserwacji.Jeśli wieża jest z odciągami, należy pozostawić miejsce na odciągi.Niezależnie od tego, czy system jest samodzielny, czy podłączony do sieci, należy również wziąć pod uwagę długość przewodu pomiędzy turbiną a odbiorem (dom, akumulatory, pompy wodne itp.).W wyniku oporu drutu może dojść do utraty znacznej ilości energii elektrycznej — im dłuższy przewód, tym więcej energii jest tracone.Użycie większej liczby lub większych przewodów również zwiększy koszt instalacji.Straty na przewodach są większe, gdy masz prąd stały (DC) zamiast prądu przemiennego (AC).W przypadku długich przewodów zaleca się zamianę prądu stałego na prąd przemienny.

Małe turbiny wiatrowe stosowane w budynkach mieszkalnych mają zazwyczaj moc od 400 watów do 20 kilowatów, w zależności od ilości energii elektrycznej, którą chcesz wygenerować.

Typowy dom zużywa około 10 932 kilowatogodzin energii elektrycznej rocznie (około 911 kilowatogodzin miesięcznie).W zależności od średniej prędkości wiatru na danym obszarze, aby w znaczący sposób przyczynić się do pokrycia tego zapotrzebowania, wymagana byłaby turbina wiatrowa o mocy w zakresie 5–15 kilowatów.Turbina wiatrowa o mocy 1,5 kilowata zaspokoi potrzeby domu wymagającego 300 kilowatogodzin miesięcznie w lokalizacji o średniej rocznej prędkości wiatru wynoszącej 14 mil na godzinę (6,26 metra na sekundę).

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

Wysokość wieży turbiny wiatrowej wpływa również na ilość energii elektrycznej, którą turbina wygeneruje.Producent powinien pomóc Ci określić potrzebną wysokość wieży.

Oszacowanie rocznej produkcji energii z turbiny wiatrowej (w kilowatogodzinach rocznie) to najlepszy sposób na określenie, czy turbina i wieża będą wytwarzać wystarczającą ilość energii elektrycznej, aby zaspokoić Twoje potrzeby.

Producent turbiny wiatrowej może pomóc Ci oszacować oczekiwaną produkcję energii.Producent zastosuje obliczenia oparte na następujących czynnikach:

• Szczególna krzywa mocy turbiny wiatrowej
• Średnia roczna prędkość wiatru w Twojej lokalizacji
• Wysokość wieży, z której planujesz korzystać
• Rozkład częstotliwości wiatru – szacunkowa liczba godzin, w których wiatr będzie wiał przy każdej prędkości w ciągu przeciętnego roku.

Producent powinien również dostosować te obliczenia do wysokości swojej witryny.

Aby uzyskać wstępne oszacowanie 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 w Twojej lokalizacji, w milach na godzinę (mph).

Uwaga: różnica między mocą a energią polega na tym, że moc (kilowaty) to szybkość zużycia energii elektrycznej, natomiast energia (kilowatogodziny) to zużyta ilość.

Małe systemy energetyki wiatrowej można podłączyć do systemu dystrybucji energii elektrycznej.Nazywa się je systemami podłączonymi do sieci.Turbina wiatrowa podłączona do sieci może zmniejszyć zużycie energii elektrycznej dostarczanej przez sieć na oświetlenie, urządzenia i ogrzewanie elektryczne.Jeżeli turbina nie jest w stanie dostarczyć potrzebnej ilości energii, różnicę pokryje zakład energetyczny.Kiedy system wiatrowy wytwarza więcej energii elektrycznej, niż potrzebuje Twoje gospodarstwo domowe, nadwyżka jest wysyłana lub sprzedawana przedsiębiorstwu energetycznemu.

W przypadku tego typu podłączenia do sieci turbina wiatrowa będzie działać tylko wtedy, gdy dostępna będzie sieć elektroenergetyczna.W przypadku przerw w dostawie prądu turbina wiatrowa musi zostać wyłączona ze względów bezpieczeństwa.

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

• Mieszkasz na obszarze, gdzie średnia roczna prędkość wiatru wynosi co najmniej 10 mil na godzinę (4,5 metra na sekundę).
• Energia elektryczna dostarczana z sieci energetycznej jest droga w Twojej okolicy (około 10–15 centów za kilowatogodzinę).
• Wymagania przedsiębiorstwa użyteczności publicznej dotyczące podłączenia systemu do sieci nie są zbyt drogie.

Istnieją dobre zachęty do sprzedaży nadwyżek energii elektrycznej lub zakupu turbin wiatrowych.Przepisy federalne (w szczególności ustawa o zasadach regulacyjnych dotyczących usług użyteczności publicznej z 1978 r., w skrócie PURPA) nakładają na przedsiębiorstwa użyteczności publicznej obowiązek przyłączania się do małych systemów energii wiatrowej i zakupu z nich energii.Jednakże przed podłączeniem do linii dystrybucyjnych należy skontaktować się z zakładem energetycznym, aby rozwiązać wszelkie problemy związane z jakością energii i bezpieczeństwem.

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

Energię wiatrową można wykorzystywać w systemach pozasieciowych, zwanych także systemami autonomicznymi, niepołączonymi z systemem lub siecią dystrybucji energii elektrycznej.W tych zastosowaniach małe systemy elektrowni wiatrowych można stosować w połączeniu z innymi komponentami – w tym:mały system energii słonecznej– do tworzenia hybrydowych systemów elektroenergetycznych.Hybrydowe systemy zasilania mogą zapewnić niezawodne zasilanie poza siecią dla domów, gospodarstw rolnych, a nawet całych społeczności (na przykład projektu wspólnego budownictwa mieszkaniowego), które są daleko od najbliższych linii elektroenergetycznych.

Hybrydowy układ elektryczny niezależny od sieci może być dla Ciebie praktyczny, jeśli poniższe elementy opisują Twoją sytuację:

• Mieszkasz na obszarze, gdzie średnia roczna prędkość wiatru wynosi co najmniej 9 mil na godzinę (4,0 metrów na sekundę).
• Podłączenie do sieci nie jest dostępne lub można je wykonać jedynie za pomocą drogiego rozszerzenia.Koszt doprowadzenia linii energetycznej do odległego miejsca w celu połączenia z siecią elektroenergetyczną może być zaporowy i wynosić od 15 000 do ponad 50 000 dolarów za milę, w zależności od terenu.
• Chcesz uzyskać niezależność energetyczną od sieci energetycznej.
• Chcesz generować czystą energię.

Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Obsługa systemu poza siecią.