Słysząc o przydomowych elektrowniach zazwyczaj pierwsze, co każdemu przychodzi na myśl, to instalacje fotowoltaiczne. Jednak z pewnością każdy kojarzy monumentalne turbiny wiatrowe ustawione na dużych otwartych przestrzeniach. Takie urządzenia (oczywiście w znacznie mniejszej skali) również można wykorzystywać do produkcji prądu na potrzeby własnego domu. Cieszą się one coraz większą popularnością i jeśli Ty także planujesz zakup takiej domowej turbiny wiatrowej, z pewnością staniesz przed dylematem wyboru pomiędzy modelem poziomym a pionowym. W artykule przyglądamy się bliżej obu tym rodzajom urządzeń, wyjaśniając, czym różnią się od siebie oraz od czego należy uzależnić wybór jednego z nich.
Budowa pionowych i poziomych turbin wiatrowych – jakie są różnice
Zasada działania obu tych urządzeń jest identyczna. Do wirnika przymocowane są odpowiednio wyprofilowane łopatki, które poddawane siłom nośnym oraz oporowym wiatru wprawiają go w ruch obrotowy. Połączony z nimi wirnik obraca wałem i za jego pośrednictwem przekazuje energię kinetyczną przemieszczających się mas powietrza do generatora, w którym zostaje ona zamieniona na prąd elektryczny. Ponieważ jest on przemienny (AC), aby móc zasilać nim domowe urządzenia, musi zostać przekształcony na stały (DC), za co odpowiada falownik. Różnice w budowie obu tych turbin wiatrowych związane są z położeniem osi obrotowej wirnika.
W przypadku modeli poziomych jest ona równoległa do strumienia powietrza wywołanego wiatrem. Wyglądem przypominają one więc klasyczne wentylatory i wyposażone są w łopaty podobne do tych znanych z samolotów turbośmigłowych. Tego typu turbiny wiatrowe są najczęstszym widokiem na całym świecie, gdyż wyróżniają się bardzo wysoką wydajnością. Jednak są one dość wymagające w zakresie miejsca montażu oraz warunków wietrznych, dlatego nie w każdej lokalizacji można w pełni wykorzystać ich potencjał.
Analogicznie w modelach pionowych oś obrotu wirnika położona jest prostopadle do strumienia powietrza wprawiającego go w ruch. Taka konstrukcja wymusza całkowicie odmienny kształt łopatek w porównaniu z odpowiednikami poziomymi. Wygląd ten wielu osobom kojarzy się z antenami nadawczymi. Pionowe turbiny charakteryzują się nieco niższą wydajnością, ale za to pracują stabilnie nawet przy słabych warunkach wietrznych.
Poziome turbiny wiatrowe – kiedy warto je wybrać?
Mieszkasz w regionie, gdzie wieje często i stosunkowo mocno? Jeśli tak, i do tego dysponujesz dużą otwartą przestrzenią lub możesz zamontować turbinę wiatrową wysoko (ponad różnymi przeszkodami terenowymi), model poziomy będzie najlepszym wyborem. Jest on bowiem w stanie wygenerować bardzo dużo energii elektrycznej, jeśli pracuje w stabilnych warunkach wiatrowych.
Znaczenie ma tutaj nie tylko odpowiednia siła wiatru. Istotny jest także jego kierunek, który powinien być możliwie najbardziej stały. Choć domowa turbina wiatrowa samoczynnie ustawia się przeciwnie do kierunku strumienia powietrza (jest zamontowana na obrotowym przegubie), tak każdy takich ruch skutkuje spadkiem prędkości obrotowej wirnika. Im większy kąt obrotu i częstsze występowanie zjawiska, tym mniejsza ilość energii zostanie wyprodukowana nawet przy relatywnie silnym wietrze.
Jakie są optymalne warunki do montażu poziomej turbiny wiatrowej?
Aby pozioma turbina wiatrowa mogła wyprodukować możliwie najwięcej prądu, powinna zostać zamontowana:
- z dala od wysokich zabudowań, drzew i innych przeszkód terenowych,
- na wysokości minimum 10 metrów (im wyżej, tym lepiej, gdyż prędkość wiatru zazwyczaj zwiększa się wraz ze wzrostem wysokości),
- w regionie, gdzie średnie dobowe prędkości wiatru są dość wysokie (zależnie od modelu turbiny, przeciętnie zaczyna ona pracować przy wietrze o prędkości od 3 do 5 m/s).
Kiedy warto zamontować pionową turbinę wiatrową?
Pionowe modele turbin wiatrowych są znacznie mniej podatne na zmienność kierunku wiatru, gdyż nie muszą się one odpowiednio do niego ustawiać. Ich łopatki wprawiają w ruch obrotowy wirnik niezależnie od tego, z której strony wieje. Do tego urządzenia te są w stanie produkować energię elektryczną (choć w bardzo niewielkich ilościach) przy nieco niższej prędkości wiatru w porównaniu do modeli poziomych.
Takie cechy sprawiają, że turbiny te świetnie sprawdzają się w gęstej zabudowie miejskiej. Może ona ograniczać prędkość wiatru, a do tego przyczyniać się do częstej zmiany jego kierunku. W takich warunkach modele pionowe, choć są mniej wydajne od poziomych, mogą być w stanie wyprodukować znacznie więcej energii elektrycznej.
Jakie są optymalne warunki do montażu pionowej turbiny wiatrowej?
Pionowa turbina wiatrowa może pracować z bardzo dużą wydajnością już na wysokości 6-8 metrów nad ziemią. Istnieje nawet możliwość ustawienia jej tuż nad gruntem, ale pod warunkiem, że nie znajduje się w bezpośrednim sąsiedztwie przeszkód terenowych. Minimalna prędkość wiatru potrzebna do „rozpędzenia” wirnika to w tym przypadku około 2-3 m/s.
Czy pionowe turbiny wiatrowe są cichsze i trwalsze od poziomych – rozwiewamy popularne mity!
Na temat tych urządzeń narosły pewne mity, z których można wywnioskować, że pionowa konstrukcja wirnika jest lepsza od poziomej. Jednak są one nieprawdziwe i nie da się jednoznacznie stwierdzić, jakie rozwiązanie jest bardziej godne polecenia.
Po pierwsze nieprawdą jest, że turbina pionowa jest dużo cichsza od poziomej. Owszem, pewne różnice istnieją, ale są one nieznaczne i trudne do wychwycenia w codziennej eksploatacji. Mit ten rozpowszechnił się z powodu bardzo zróżnicowanej jakości tych urządzeń, a konkretniej komponentów użytych do ich budowy. Niskiej klasy, podejrzanie tania turbina pozioma faktycznie może pracować dużo głośniej od odpowiednika pionowego, ale znacznie lepiej wykonanego. Poziom hałasu generowany przez oba rodzaje tych urządzeń będzie porównywalny przy podobnej jakości ich wykonania.
Nieprawdą jest również to, że turbiny wiatrowe pionowe są trwalsze od poziomych, co ma wynikać z mniej skomplikowanej budowy. Ponownie jest to związane z jakością użytych komponentów. Żywotność obu urządzeń od dobrych producentów szacuje się nawet na ponad 25 lat! Oczywiście należy pamiętać o tym, że nie są one kompletnie bezobsługowe. Zarówno pionowe, jak i poziome turbiny wiatrowe wymagają okresowej konserwacji.
Zbuduj przydomową elektrownię wiatrową z pomocą Gottersfeld!
Niezależnie od tego, na jaki rodzaj turbiny wiatrowej się zdecydujesz – z poziomą czy pionową osią wirnika – współpracując z Gottersfeld zyskasz gwarancję satysfakcji z efektywności jej działania! W naszej ofercie znajdziesz m.in. wysokiej klasy urządzenia marki Falcon. Możesz wybierać spośród wielu ich wersji różniących się zarówno mocą, jak i konstrukcją. Wszystkie wykorzystują nowoczesne komponenty, są bardzo wydajne, bezpieczne w użytkowaniu, proste w obsłudze i objęte długą gwarancją producenta. Pomożemy Ci w doborze turbiny, biorąc pod uwagę zapotrzebowanie gospodarstwa domowego na energię oraz warunki terenowe i pogodowe w jego lokalizacji. Zajmiemy się także projektem oraz montażem przydomowej elektrowni wiatrowej – skontaktuj się z nami, aby poznać szczegóły oferty!
