Mažos vėjo jėgainės namams. Ar toks pasirinkimas teisingas ir su kokiais iššūkiais galima susidurti.
Pagrindinis skirtumas tarp autonominių ir į tinklą prijungtų vėjo jėgainių yra toks, kad įsirengiant autonomines jėgaines visiškai negalvojame apie atsiperkamumą. Jos yra lyg mūsų gelbėjimosi ratas apniūkusiomis dienomis. O tie, kas turi elektros įvadą, dažniausiai vėjo jėgaines įrenginėja taupymo tikslais, siekiant sumažinti sąskaitas už sunaudotą elektros energiją.
Kas yra maža vėjo jėgainė? Tai visos vėjo jėgainės, kurių rotoriaus diametras neviršija 10 metrų ir nominali galia yra nuo kelių šimtų vatų iki 20 kW. Šie kriterijai taikomi tiek horizontalios, tiek vertikalios ašies vėjo jėgainėms.
Ar saulė ar vėjas
Net jei gyvename vėjuotoje vietovėje, labiau apsimoka investuoti į saulės elektrinę. Vėjo jėgainė pasitarnautų laikotarpiu, kai mažai saulės ir pakankamai vėjo.
Deklaruojami saulės jėgainės pranašumai: jokių judamų dalių, 25 metų garantija, jokio aptarnavimo, nebent gyvenate labai dulkėtoje aplinkoje ir tenka valyti saulės modulius, 7 kW saulės jėgainė kainuoja lygiai du kartus pigiau, nei 6 kW vėjo jėgainė, Vilniuje įrengta 7 kW saulės jėgainė per metus pagamins apie 6000 kWh elektros energijos, kai tuo tarpu 6 kW vėjo jėgainė pasieks tokius gamybos pajėgumus tik tuomet, kai vidutinis metinis vėjo greitis bus ne mažesnis už 5 m/s.
Vėjuota vietovė
Jeigu ketinama įsirengti mažą vėjo jėgainę, labai svarbu nustatyti vidutinį metinį vėjo greitį pasirinktoje vietoje. Idealiausiai yra įsirengti vėjo greičio matuoklį (anemometrą) ir stebėti jo parodymus. Svarbu, kad matuoklis būtų įrengtas tame pačiame aukštyje, kuriame ketinate įrengti vėjo jėgainę. Tačiau kokybiškas vėjo greičio matavimas ir duomenų surinkimas nėra pigus užsiėmimas, todėl dauguma vadovaujasi meteorologų parengtais statistiniais vidutinio vėjo greičio duomenimis. Pakanka anemometro rodmenis rinkti vienerius metus ir sulyginti juos su tais pačiais metais atliktais meteorologų matavimais. Turint vėjo duomenis iš savo sklypo ir rodmenis iš meteorologinių stočių pagal vietovę, galite nustatyti skirtumą tarp šių duomenų ir naudoti jį kaip korekcijos faktorių analizuojant daugiametes statistines vidutinio vėjo greičio matavimų lenteles.
Jeigu vidutinis metinis vėjo greitis yra mažesnis už 5 m/s, ekonomiškai nėra naudinga rengti vėjo jėgainę įjungtą į bendrą elektros tinklą.
Vėjo energija yra proporcinga vėjo greičio kubui. Tai reiškia, kad dvigubai padidėjus vėjo greičiui, gausime net 2 x 2 x 2 = 8 kartus daugiau energijos. Todėl net nežymus vidutinio vėjo greičio padidėjimas turi ženklią įtaką gaminamai energijai. Įrengus tą pačią vėjo jėgainę sklype, kur yra 10% daugiau vėjo, pagaminsite net 33% daugiau elektros energijos.
Norint gauti ekonominę naudą iš mažos vėjo jėgainės, įrengti ją reikėtų tikrai labai vėjuotoje vietovėje, įvertinus visas aplinkybes ir nebūtinai tikint vėjo jėgainių gamintojų ir pardavėjų „garsiomis” deklaracijomis apie 50 proc. ir daugiau ekonominę naudą.
Vėjo jėgainei būtinas laminarinio tipo vėjas, pakankamo stiprumo ir tolygus. Tokio vėjo nesutiksime 9 – 10 metrų aukštyje, toks vėjas yra retenybė net ir 20 metrų aukštyje. Tokie aukščiai yra problema, kadangi susidursime su leidimų klausimais, galimai tokio bokšto kaina gerokai viršys pačios jėgainės kaštus. Kuo arčiau žemės, tuo vėjas yra labiau turbulentinis ir yra prastu „kuru“ vėjo jėgainei.
Vėjo jėgainių gamintojai teigia, kad jų turbinos gali pagaminti deklaruojamus energijos kiekius, jeigu jas veikia tolygūs ir laminariniai oro srautai. Tačiau tokių, vėjo jėgainėms idealių sąlygų, 8-12 metrų aukštyje nėra. Pastatų stogai yra prastos vėjo jėgainių įrengimo vietos. Virš stogų būna stiprios turbulencijos ir vidutinis vėjo greitis yra gerokai mažesnis už statistinį. Vibracija pastatui.
Mažos vėjo jėgainės pasirinkimas
Pasirenkant vėjo jėgainę turime atkreipti dėmesį į pagrindinius du parametrus – sparnuotės diametras ir vidutinis vėjo greitis jūsų vietovėje. Remiantis šiais parametrais pagal toliau pateiktą formulę galima apytiksliai apskaičiuoti vidutinį metinį energijos kiekį, kurį pajėgi pagaminti horizontalios ašies vėjo jėgainė: Energija [kWh] = 2.09 x Diametras2 [m] x vėjo greitis3 [m/s]
Koeficientas 2.09 yra išvestas vietovėms nutolusioms nuo jūros, todėl pajūrio gyventojams ši formulė nebus naudinga. Taip pat šioje formulėje yra vertinama tai, jog bendras vėjo jėgainės našumas yra 30% (tai yra naudingumo koeficientas labiausiai atitinkantis realias sąlygas).
Toliau pateiktoje lentelėje yra pavaizduotas vėjo jėgainės rotoriaus diametro, vidutinio vėjo greičio ir metinio pagamintos energijos kiekio santykis.
Sparnuotės diametro, vėjo greičio ir gaminamos energijos santykis
Tai yra kokybiškos horizontalios ašies vėjo jėgainės, įrengtos tinkamoje vietoje ir aukštyje, energijos gamybos pajėgumai.