Mała energetyka wiatrowa w gospodarstwie agroturystycznym

1. Mała energetyka wiatrowa w gospodarstwie agroturystycznym mgr inż. Maciej Kołowski

2. Masy powietrza w zależności od swych aktualnych właściwości fizycznych - wznoszą się i opadają. Dzieje się tak dlatego że: • mają różne temperatury, • mają różną gęstość, • Wynik takiego przemieszczania się warstw mas powietrza (z miejsc zimniejszych do cieplejszych) zawierającego drobiny o określonych wartościach: energii kinetycznej i potencjalnej oraz masy – obserwujemy oraz odczuwamy jako WIATR.

3. Profil skrzydła zbudowany jest tak aby stworzyć dwie powierzchnie o różnych długościach. Obracanie się rotora siłowni wiatrowej spowodowane jest różnicą ciśnień między górną a dolną częścią płata skrzydła wiatraka, który swoją budową przypomina skrzydło samolotu.

4. Przy ich opływie przez wiatr po stronie wklęsłej skrzydła (krótsza, dolna część płata) powstaje ciśnienie wyższe niż po stronie wypukłej (dłuższej, górna część). Różnica ciśnień powoduje powstanie siły ciągu, która wprawia w ruch wiatrak, skierowaną w stronę niższego ciśnienia.

5. Małe elektrownia wiatrowa to: - urządzenie zamieniają energię ruchu mas powietrza w energię kinetyczną ruchu obrotowego wirnika elektrowni. Następnie wirnik połączony z generatorem wytwarza energię elektryczną - ilość energii elektrycznej produkowanej w elektrowni wiatrowej zależy od wielkości i efektywności turbiny oraz prędkości wiatru. - ta z kolei determinowana jest głównie przez lokalizację oraz czynniki klimatyczne.

6. Rodzaje turbin wiatrowych O pionowej osi obrotu – VAWT – Vertical Axis Wind Turbine O poziomej osi obrotu – HAWT – HorizontalAxis Wind Turbine Turbina wiatrowa z dyfuzorem - DAWT - DiffuserAugmented Wind Turbine

7. Aerofortis, Moc 0,4 kW Aquael Ventus, Polska, Moc 2 kW CXF, Moc 3 kW (mix Savionus+Darriues’a) . Ropatec, Moc 5 kW Quiet Revolution, Moc 7 kW Windspire, Moc 1,2 kW „Turbina Savionusa”

8. Aeolos-H 5kW

9. Windspire 1,2 kW

10. BOF-V 5kW

11. Czy nie jest to aby zagłośno? • 20 dB – szept • 30 dB – bardzo spokojna ulica bez ruchu • 40 dB – szmery w domu • 50 dB – szum w biurach • 60 dB – odkurzacz • 70 dB – wnętrze głośnej restauracji, darcie papieru, wnętrze auta • 80 dB – głośna muzyka w pomieszczeniach, trąbienie,

12. Turbina o osi poziomej z dyfuzorem – Diffuser Agumented Wind Turbine

13. System OFF-GRID Systemy autonomiczne (ang. OFF-GRID), nie podłączone do sieci elektroenergetycznej, na własny użytek. Łączy się to z koniecznością dostaw energii elektrycznej nie tylko w określonej ilości, lecz także jakości oraz jej magazynowania.

14. System ON – GRID Systemy przyłączone do sieci elektroenergetycznej. Działające w ramach generacji rozproszonej (ang. ON-GRID lub grid connected), podłączone do większych systemów dystrybucji energii

15. Gdzie zamontować małą elektrownię wiatrową? • powinna być zamontowana powyżej dachu budynku • lepszej wydajności turbiny sprzyja również umieszczenie jej w pobliżu prześwitu budynków • bezpośrednio na budynku • na terenach rolniczych, • na obrzeżach małych miejscowości, • w pobliżu zbiorników wodnych - wiatr jt. „silniejszy” i „ gęstszy” • w górnych partiach wzniesień, • w naturalnych przesmykach o kierunku wschód-zachód, ABY ZWERYFIKOWAĆ NASZE WYBRANE MIEJSCE, NALEŻY DOKONAĆ POMIARÓW WIATRU – KIERUNKU I PRĘDKOŚCI

17. Schemat procesu inwestycyjnego ( OFF GRID) • Chcemy zakupić MEW bo: • koszty energii rosną • zużycie energii rośnie • zmiana wizerunku na pro-eko • częściowe zabezpieczenie się Wybór najlepszego rozwiązania dla naszego obiektu: - analizujemy nasze potrzeby energetyczne - szukamy miejsca - mierzymy parametry wiatru - dobieramy moc i wysokość masztu Wniosek o pozwolenie na budowę (65 dni) Maszt nie wystaje więcej niż 3 m ponad obrys budynku, wolnostojący, bez fundamentu, na linkach odciągowych Maszt jest wyższy (wystaje więcej niż 3 m nad obrys budynku, lub maszt na stałe związany z gruntem (fundament) Negatywne rozpatrzenie – sprzeciw Pozytywne rozpatrzenie Zgłoszenie budowy w odpowiednim urzędzie (czekamy 30 dni) Brak odwołań PRZYSTĘPUJEMY DO INSTALACJI MEW

18. Ile to kosztuje? AEOLOS 5 KW 64 322 ZŁ BRUTTO

19. TURBINA WIATROWA AEOLOS Jak widać, moc 5 kW osiągana jest przy wietrze od 10 m/s. Takich warunków wietrznych na niskich wysokościach 10-20 m nie osiągniemy przez większość czasu. Dlatego musimy przyjąć bardziej realną wersję i oszacować prędkość na poziomie 5m/s Jak wynika z tabelki, przy prędkości 5 m/s, moc generatora osiąga 930 W, czyli osiąga sprawność na poziomie 18,6 %. Źródło: strona WWW AEOLOS

20. Teraz wyliczamy ile turbina wyprodukuje energii elektrycznej przy założonej prędkości wiatru i sprawności: Moc znamionowa [ kW] x 24 [h/d] x 365 [d/rok] x sprawność % = x kWh/rocznie 5 kW x 24 [h/d] x 365 [d/rok] x 18,6 % = 8 147 kWh/rocznie Koszt „na gotowo” naszej instalacji o mocy 5 kW wynosi zł brutto. Sprzedaż energii Możemy maksymalnie sprzedać do 1/3 wyprodukowanej energii, czyli: 8 147 kWh / 0,3 = 2 715 kWh Na sprzedaży zarobimy: 2 715 kWh * 0,16 zł= 434,5 zł Dodatkowo zaoszczędzimy nie pobierając energii elektrycznej z sieci : 8 147 kWh – 2 715 kWh = 5 432 kWh 5 432 kWh * 0,65 zł = 3 530 zł W sumie nasz zysk wynosi 3 964 złw ciągu roku. Obliczenie prostego okresu zwrotu: SPBT= 64 322 zł/ 3 964 zł/rok ≈ 16 lat .

21. Zalety małych elektrowni wiatrowych: • stosunkowo duża moc do rozmiarów (w porównaniu do ogniw PV)  • jest to „czysta energia”, która nie wpływa negatywnie na środowisko  • łatwa instalacja  • obniżenie rachunków za energię elektryczną • proekologiczny wizerunek gospodarstwa, firmy • pośrednie zmniejszenie emisji • cicha praca

22. Wady małych elektrowni wiatrowych: • niesterowalny czas pracy elektrowni • brak możliwości „magazynowania” wiatru (wodę, biomasę można) • duża podatność na zmianę lokalnych warunków wiatrowych • wysokie koszty magazynowania energii elektrycznej (cena akumulatorów)

23. Dziękuję za uwagę Wielkopolska Agencja Zarządzania Energią Sp. z o.o. ul. Mickiewicza 33 60-837 POZNAŃ tel. (61) 583 62 48, fax. (61) 818 77 39 mkolowski@waze.pl