Ugradnja i održavanje malog vjetroelektrane

Proizvođač vašeg vjetroelektrane ili prodavač od kojeg ste je kupili trebao bi vam moći pomoći u instalaciji vašeg malog vjetroelektrane. Sustav možete instalirati sami - ali prije nego što započnete projekt, postavite si sljedeća pitanja:

• Mogu li izliti odgovarajući cementni temelj?
• Imam li pristup liftu ili načinu za sigurno postavljanje tornja?
• Znam li razliku između ožičenja izmjenične struje (AC) i istosmjerne struje (DC)?
• Znam li dovoljno o elektricitetu da bih sigurno ožičio svoju turbinu?
• Znam li kako sigurno rukovati baterijama i instalirati ih?

Ako ste na bilo koje od gornjih pitanja odgovorili negativno, vjerojatno biste trebali odabrati da vam sustav instalira sistemski integrator ili instalater. Za pomoć se obratite proizvođaču ili se obratite svom državnom uredu za energetiku i lokalnoj elektroprivredi za popis lokalnih instalatera sustava. Također možete provjeriti žute stranice za pružatelje usluga za sustave energije vjetra.

Pouzdan instalater može pružiti dodatne usluge poput izdavanja dozvola. Provjerite je li instalater licencirani električar, zatražite reference i provjerite ih. Također biste mogli provjeriti kod Better Business Bureaua.

Uz pravilnu instalaciju i održavanje, mali vjetroelektrane trebao bi trajati do 20 godina ili dulje. Godišnje održavanje može uključivati:

• Provjera i zatezanje vijaka i električnih spojeva po potrebi
• Provjera strojeva na koroziju i pravilnu napetost zateznih žica
• Provjera i zamjena istrošene trake na prednjem rubu lopatica turbine, ako je potrebno
• Zamjena lopatica turbine i/ili ležajeva nakon 10 godina ako je potrebno.

Ako nemate stručnost za održavanje sustava, vaš instalater može vam pružiti program servisiranja i održavanja.

Vaš proizvođač ili prodavač sustava također vam može pomoći u pronalaženju najbolje lokacije za vaš vjetroelektrane. Neka općenita razmatranja uključuju:

• Razmatranja o resursima vjetra– Ako živite na složenom terenu, pazite pri odabiru mjesta postavljanja. Ako svoju vjetroturbinu postavite na vrh ili na vjetrovitu stranu brda, na primjer, imat ćete veći pristup prevladavajućim vjetrovima nego u jaruzi ili na zavjetrinskoj (zaklonjenoj) strani brda na istom posjedu. Možete imati različite resurse vjetra unutar istog posjeda. Osim mjerenja ili saznanja o godišnjim brzinama vjetra, morate znati i o prevladavajućim smjerovima vjetra na vašem mjestu. Osim geoloških formacija, morate uzeti u obzir postojeće prepreke, poput drveća, kuća i šupa. Također morate planirati buduće prepreke, poput novih zgrada ili drveća koje nije doseglo svoju punu visinu. Vaša turbina mora biti postavljena uz vjetar od bilo kojih zgrada i drveća, te mora biti 9 metara iznad bilo čega unutar 90 metara.
• Razmatranja sustava– Obavezno ostavite dovoljno prostora za podizanje i spuštanje tornja radi održavanja. Ako je vaš toranj zategnut, morate ostaviti mjesta za zatezne žice. Bez obzira je li sustav samostalan ili spojen na mrežu, također ćete morati uzeti u obzir duljinu žice između turbine i opterećenja (kuća, baterije, vodene pumpe itd.). Značajna količina električne energije može se izgubiti kao rezultat otpora žice – što je žica dulja, to se više električne energije gubi. Korištenje većeg broja ili deblje žice također će povećati troškove instalacije. Gubici na žici su veći kada imate istosmjernu struju (DC) umjesto izmjenične struje (AC). Ako imate dugu žicu, preporučljivo je invertirati istosmjernu u izmjeničnu struju.

Male vjetroturbine koje se koriste u stambenim primjenama obično su veličine od 400 vata do 20 kilovata, ovisno o količini električne energije koju želite generirati.

Tipična kuća troši otprilike 10.932 kilovat-sati električne energije godišnje (oko 911 kilovat-sati mjesečno). Ovisno o prosječnoj brzini vjetra u tom području, vjetroturbina snage od 5 do 15 kilovata bila bi potrebna kako bi značajno doprinijela toj potražnji. Vjetroturbina od 1,5 kilovata zadovoljit će potrebe kuće kojoj je potrebno 300 kilovat-sati mjesečno na lokaciji s prosječnom godišnjom brzinom vjetra od 14 milja na sat (6,26 metara u sekundi).

Kako biste lakše odredili veličinu turbine koja vam je potrebna, prvo odredite energetski proračun. Budući da je energetska učinkovitost obično jeftinija od proizvodnje energije, smanjenje potrošnje električne energije u vašem domu vjerojatno će biti isplativije i smanjit će veličinu vjetroturbine koja vam je potrebna.

Visina tornja vjetroturbine također utječe na količinu električne energije koju će turbina generirati. Proizvođač bi vam trebao pomoći u određivanju visine tornja koja vam je potrebna.

Procjena godišnje proizvodnje energije iz vjetroturbine (u kilovat-satima godišnje) najbolji je način da se utvrdi hoće li ona i toranj proizvesti dovoljno električne energije za vaše potrebe.

Proizvođač vjetroturbina može vam pomoći u procjeni proizvodnje energije koju možete očekivati. Proizvođač će koristiti izračun na temelju ovih čimbenika:

• Posebna krivulja snage vjetroturbine
• Prosječna godišnja brzina vjetra na vašoj lokaciji
• Visina tornja koji planirate koristiti
• Raspodjela frekvencije vjetra – procjena broja sati koliko će vjetar puhati svakom brzinom tijekom prosječne godine.

Proizvođač bi također trebao prilagoditi ovaj izračun nadmorskoj visini vaše lokacije.

Za dobivanje preliminarne procjene performansi određene vjetroturbine možete koristiti sljedeću formulu:

AEO = 0,01328 D²V³

Gdje:

• AEO = Godišnja proizvodnja energije (kilovat-sati/godina)
• D = Promjer rotora, stope
• V = Prosječna godišnja brzina vjetra, milje na sat (mph), na vašoj lokaciji

Napomena: razlika između snage i energije je u tome što je snaga (kilovati) brzina kojom se troši električna energija, dok je energija (kilovat-sati) potrošena količina.

Mali sustavi vjetroelektrana mogu se spojiti na sustav distribucije električne energije. To se naziva sustavima spojenim na mrežu. Vjetroturbina spojena na mrežu može smanjiti potrošnju električne energije koju isporučuje komunalno poduzeće za rasvjetu, uređaje i električno grijanje. Ako turbina ne može isporučiti količinu energije koja vam je potrebna, komunalno poduzeće nadoknađuje razliku. Kada sustav vjetroelektrana proizvodi više električne energije nego što je vašem kućanstvu potrebno, višak se šalje ili prodaje komunalnom poduzeću.

S ovom vrstom mrežnog priključka, vaša vjetroturbina će raditi samo kada je dostupna komunalna mreža. Tijekom nestanka struje, vjetroturbina se mora isključiti iz sigurnosnih razloga.

Sustavi povezani na mrežu mogu biti praktični ako su ispunjeni sljedeći uvjeti:

• Živite u području s prosječnom godišnjom brzinom vjetra od najmanje 10 milja na sat (4,5 metara u sekundi).
• Električna energija koju isporučuje komunalna tvrtka je skupa u vašem području (oko 10-15 centi po kilovat-satu).
• Zahtjevi komunalnog poduzeća za spajanje vašeg sustava na mrežu nisu pretjerano skupi.

Postoje dobri poticaji za prodaju viška električne energije ili za kupnju vjetroturbina. Savezni propisi (posebno Zakon o regulatornoj politici javnih komunalnih usluga iz 1978. ili PURPA) zahtijevaju od komunalnih poduzeća da se povežu s malim sustavima energije vjetra i kupuju energiju od njih. Međutim, prije spajanja na distribucijske vodove trebali biste se obratiti svom komunalnom poduzeću kako biste riješili sve probleme s kvalitetom i sigurnošću električne energije.

Vaš dobavljač komunalnih usluga može vam dati popis zahtjeva za spajanje vašeg sustava na mrežu. Za više informacija pogledajtekućni energetski sustavi spojeni na mrežu.

Energija vjetra može se koristiti u sustavima izvan mreže, koji se nazivaju i samostalnim sustavima, a nisu spojeni na elektroenergetski distribucijski sustav ili mrežu. U tim primjenama, mali vjetroelektrane mogu se koristiti u kombinaciji s drugim komponentama - uključujućimali solarni električni sustav– stvoriti hibridne elektroenergetske sustave. Hibridni elektroenergetski sustavi mogu osigurati pouzdanu energiju izvan mreže za domove, farme ili čak cijele zajednice (npr. projekt sustambenog zbrinjavanja) koje su daleko od najbližih komunalnih vodova.

Hibridni električni sustav izvan mreže može vam biti praktičan ako sljedeće stavke opisuju vašu situaciju:

• Živite u području s prosječnom godišnjom brzinom vjetra od najmanje 9 milja na sat (4,0 metra u sekundi).
• Priključak na mrežu nije dostupan ili se može ostvariti samo putem skupog proširenja. Troškovi postavljanja dalekovoda do udaljene lokacije radi spajanja na komunalnu mrežu mogu biti previsoki, u rasponu od 15.000 do više od 50.000 dolara po milji, ovisno o terenu.
• Želite postići energetsku neovisnost od komunalnih usluga.
• Želite proizvoditi čistu energiju.

Za više informacija pogledajte rad sustava izvan mreže.