Internetová poradna i-EKIS / odpověď
7.12.23 / dotaz č. 180089
Dobrý den chtěl bych se zeptat zda je nějaká firma která se zabývá větrnou elektrárnou nebo větrnou turbínou pro rodinný dům
Dobrý den,
problematika větrných elektráren není zatím ve srovnání např. s fotovoltaikou tak široce publikována, odpovím tedy trochu obecněji a šířeji.
Větrná energie jako ekologický zdroj má zvyšující se podíl na výrobě elektrické energie.
Vítr uvádí do pohybu rotory generátoru, generátor tuto pohybovou energii proudu vzduchu převádí do formy energie elektrické. .
V dnešní době se větrné elektrárny postupně prosazují i jako zdroj energie pro rodinné domy a to zejména v kombinaci se solárními panely a bateriovými uložišti.
Výběr je vhodný podle požadovaného výkonu, tvaru a lokálních potřeb.
Malé větrné turbíny, které se dnes vyrábí až do výkonu 30 kW, je možno umístit přímo v místě spotřeby energie, na střeše či zahradě rodinného domu.
Výběr větrného generátoru
Má-li být větrný generátor umístěn na střeše domu, je vhodné se předem poradit se stavebním inženýrem. Především horizontální větrné turbíny mohou během provozu generovat vibrace, které mohou negativně ovlivňovat konstrukci a statiku. Hlučnost vycházející z rotoru nesmí překročit hygienicky předepsané hodnoty, nutno dodržovat hygienické limity hluku a vibrací, které řeší Nařízení vlády o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací.
Výroba energie závisí na síle větru. Síla větru je komplexní funkcí složenou ze slunečního záření, rotace země a lokálních podmínek, v konkrétních místech se značně liší.
Větrnou elektrárnu nelze z bezpečnostních důvodů provozovat při velmi silném větru, je nutno ji vypnout, čímž ji chráníme před přetížením.
Elektrická energie získaná z větrné energie je tedy variabilní a její velikost je nutno kalkulovat pouze v delším časovém období. Z tohoto důvodu se větrná energie nejčastěji využívá v energetickém mixu. Výkon domácí větrné elektrárny v důsledku kolísání závisí na ukládací technologii.
Ziskovost malé větrné elektrárny závisí na lokálních klimatických podmínkách. Výkon větrného generátoru se zvyšuje s rychlostí větru. Při teoretické síle větru 6 m/s je teoreticky možno dosáhnout trojnásobného výkonu oproti síle 4 m/s. Ve výšce rotoru by měla průměrná rychlost větru dosahovat minimálně 4 m/s.
Chování větru je závislé na typu krajiny. Pro domácí větrné elektrárny jsou vhodné podmínky v nižších a středních horách, chování větru však závisí i na konkrétním umístnění, vysoký porost stromů a keřů působí jako větrná bariéra. pomůckou k zjištění průměrných hodnot větru v jednotlivých regionech je např. mapa větrných podmínek FVE Ústavu fyziky atmosféry AV ČR .
Volba designu - horizontální x vertikální
Větrná turbína s horizontální osou rotoru
Rozhodující výhodou malých větrných turbín s horizontální osou ve srovnání s vertikálními větrnými turbínami je vyšší účinnost. Horizontální větrné turbíny jsou také převážně modernější, což je jak výsledek výzkumu a vývoje, tak dominance horizontálních větrných turbín na trhu.
Při nákupu elektrárny jsou v popředí náklady na vlastní výrobu elektřiny. Pořizovací cena horizontálních a vertikálních malých větrných turbín se výrazně neliší na kilowatt elektřiny, ale horizontální malé větrné turbíny obvykle produkují podstatně více elektřiny.
Větrná turbína s vertikální osou rotoru
Část zákazníků upřednostňuje vertikální větrné generátory především kvůli jejich designu. Vertikální generátory jsou také relativně tiché, mohou mít konstantnější výkon a spolehlivost. Pro plný výkon potřebuji silný vítr mezi 15-20 m/s. Podle Beaufortovy stupnice tomu odpovídá síla větru 7 nebo 8 (prudký vítr a bouřlivý vítr).
Vertikální větrné turbíny jsou považovány za estetičtější, nevyčuhují tolik do krajiny, vzhledem k nízké výšce nedochází k vizuálnímu poškození krajiny. Mnohé vertikální turbíny mají moderní design a nepůsobí tak rušivým estetickým dojmem.
Výběr výrobce a modelu
Roční výkon malé větrné elektrárny závisí na průměrné rychlosti větru ve výšce rotoru. Pro výběr modelu potřebujeme znát průměrnou roční rychlost větrné energie v místě stavby domácí větrné elektrárny. Generátory se stejným výkonem mohou mít v konkrétních podmínkách rozdílné výstupy. Velikost rotoru bývá v mnoha případech důležitější než udávaný výkon generátoru.
Mikro větrné elektrárny jsou generátory do 5 kW, které slouží pro rodinné domy, chaty a chalupy. K ukládání energie se využívají baterie, je možno připojit k síti.
Mini větrné elektrárny jsou elektrárny o výkonu 5 - 30 kW, vhodné pro farmáře, menší firmy a větší zemědělské usedlosti.
Střední větrné elektrárny jsou elektrárny o výkonu 30 - 100 kW, určené větším firmám a rozsáhlým zemědělským podnikům. Tato zařízení je nutné připojit do veřejné sítě.
Silná versus slabá síla větru
Výběr větrné turbíny závisí na síle větru v dané lokalitě. V principu se doporučuje držet základního pravidla - při malé síle větru potřebujeme turbínu s větším rotorem, zatímco při silných a silně proměnlivých větrných podmínkách vybíráme rotor menší, zabráníme tak přetěžování systému a prodlužujeme životnost celého systému.
Hlukové emise
Moderní malé větrné turbíny s optimalizovanou aerodynamikou křídel a sofistikovanou řídicí technologií jsou relativně tiché. Hluk větru je často hlasitější než větrný generátor. Ale každý systém má svůj vlastní "zvuk".
Malá větrná turbína by neměla překračovat emisní limity hluku a rušit rodinné příslušníky a sousedy. Je nutno dodržovat odpovídající specifikace uváděné výrobcem a nepřekračovat povolené emisní hodnoty. Zvuk se snižuje v poměru vzdálenosti od umístěného generátoru. V čistě obytných zónách jsou limity hlukových emisí v noci limitovány 40 dB vně budovy a 30 dB uvnitř budovy. Pokud se plánuje umístit generátor do silně obydlené oblasti, je doporučen spíše vertikální generátor, který je principiálně tišší než horizontální.
Důležité parametry pro výběr domácí větrné elektrárny
Roční výnos při průměrné roční rychlosti větru 4 m/s (= dobrá poloha )
Roční výnos při průměrné roční rychlosti větru 5 m/s (= horské oblasti a povodí velkých řek)
Velikost rotoru
Jmenovitý výkon a jmenovitá rychlost větru
Emise hluku v obytných domech blízkých rotoru
Výška stožáru větrné turbíny
Ochrana proti extrémnímu počasí a brzdové systémy
Doporučení konkrétní dodavatelské firmy nebo značky by porušovalo účel a podmínky této poradny, doporučuji internetový průzkum, reference a poptávku.
Větrné elektrárny zatím nejsou zahrnuty do dotačních položek NZÚ.
S přáním hezkého dne Ing. Jiří Flašar, M-Ekis, ES MPO 1410
problematika větrných elektráren není zatím ve srovnání např. s fotovoltaikou tak široce publikována, odpovím tedy trochu obecněji a šířeji.
Větrná energie jako ekologický zdroj má zvyšující se podíl na výrobě elektrické energie.
Vítr uvádí do pohybu rotory generátoru, generátor tuto pohybovou energii proudu vzduchu převádí do formy energie elektrické. .
V dnešní době se větrné elektrárny postupně prosazují i jako zdroj energie pro rodinné domy a to zejména v kombinaci se solárními panely a bateriovými uložišti.
Výběr je vhodný podle požadovaného výkonu, tvaru a lokálních potřeb.
Malé větrné turbíny, které se dnes vyrábí až do výkonu 30 kW, je možno umístit přímo v místě spotřeby energie, na střeše či zahradě rodinného domu.
Výběr větrného generátoru
Má-li být větrný generátor umístěn na střeše domu, je vhodné se předem poradit se stavebním inženýrem. Především horizontální větrné turbíny mohou během provozu generovat vibrace, které mohou negativně ovlivňovat konstrukci a statiku. Hlučnost vycházející z rotoru nesmí překročit hygienicky předepsané hodnoty, nutno dodržovat hygienické limity hluku a vibrací, které řeší Nařízení vlády o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací.
Výroba energie závisí na síle větru. Síla větru je komplexní funkcí složenou ze slunečního záření, rotace země a lokálních podmínek, v konkrétních místech se značně liší.
Větrnou elektrárnu nelze z bezpečnostních důvodů provozovat při velmi silném větru, je nutno ji vypnout, čímž ji chráníme před přetížením.
Elektrická energie získaná z větrné energie je tedy variabilní a její velikost je nutno kalkulovat pouze v delším časovém období. Z tohoto důvodu se větrná energie nejčastěji využívá v energetickém mixu. Výkon domácí větrné elektrárny v důsledku kolísání závisí na ukládací technologii.
Ziskovost malé větrné elektrárny závisí na lokálních klimatických podmínkách. Výkon větrného generátoru se zvyšuje s rychlostí větru. Při teoretické síle větru 6 m/s je teoreticky možno dosáhnout trojnásobného výkonu oproti síle 4 m/s. Ve výšce rotoru by měla průměrná rychlost větru dosahovat minimálně 4 m/s.
Chování větru je závislé na typu krajiny. Pro domácí větrné elektrárny jsou vhodné podmínky v nižších a středních horách, chování větru však závisí i na konkrétním umístnění, vysoký porost stromů a keřů působí jako větrná bariéra. pomůckou k zjištění průměrných hodnot větru v jednotlivých regionech je např. mapa větrných podmínek FVE Ústavu fyziky atmosféry AV ČR .
Volba designu - horizontální x vertikální
Větrná turbína s horizontální osou rotoru
Rozhodující výhodou malých větrných turbín s horizontální osou ve srovnání s vertikálními větrnými turbínami je vyšší účinnost. Horizontální větrné turbíny jsou také převážně modernější, což je jak výsledek výzkumu a vývoje, tak dominance horizontálních větrných turbín na trhu.
Při nákupu elektrárny jsou v popředí náklady na vlastní výrobu elektřiny. Pořizovací cena horizontálních a vertikálních malých větrných turbín se výrazně neliší na kilowatt elektřiny, ale horizontální malé větrné turbíny obvykle produkují podstatně více elektřiny.
Větrná turbína s vertikální osou rotoru
Část zákazníků upřednostňuje vertikální větrné generátory především kvůli jejich designu. Vertikální generátory jsou také relativně tiché, mohou mít konstantnější výkon a spolehlivost. Pro plný výkon potřebuji silný vítr mezi 15-20 m/s. Podle Beaufortovy stupnice tomu odpovídá síla větru 7 nebo 8 (prudký vítr a bouřlivý vítr).
Vertikální větrné turbíny jsou považovány za estetičtější, nevyčuhují tolik do krajiny, vzhledem k nízké výšce nedochází k vizuálnímu poškození krajiny. Mnohé vertikální turbíny mají moderní design a nepůsobí tak rušivým estetickým dojmem.
Výběr výrobce a modelu
Roční výkon malé větrné elektrárny závisí na průměrné rychlosti větru ve výšce rotoru. Pro výběr modelu potřebujeme znát průměrnou roční rychlost větrné energie v místě stavby domácí větrné elektrárny. Generátory se stejným výkonem mohou mít v konkrétních podmínkách rozdílné výstupy. Velikost rotoru bývá v mnoha případech důležitější než udávaný výkon generátoru.
Mikro větrné elektrárny jsou generátory do 5 kW, které slouží pro rodinné domy, chaty a chalupy. K ukládání energie se využívají baterie, je možno připojit k síti.
Mini větrné elektrárny jsou elektrárny o výkonu 5 - 30 kW, vhodné pro farmáře, menší firmy a větší zemědělské usedlosti.
Střední větrné elektrárny jsou elektrárny o výkonu 30 - 100 kW, určené větším firmám a rozsáhlým zemědělským podnikům. Tato zařízení je nutné připojit do veřejné sítě.
Silná versus slabá síla větru
Výběr větrné turbíny závisí na síle větru v dané lokalitě. V principu se doporučuje držet základního pravidla - při malé síle větru potřebujeme turbínu s větším rotorem, zatímco při silných a silně proměnlivých větrných podmínkách vybíráme rotor menší, zabráníme tak přetěžování systému a prodlužujeme životnost celého systému.
Hlukové emise
Moderní malé větrné turbíny s optimalizovanou aerodynamikou křídel a sofistikovanou řídicí technologií jsou relativně tiché. Hluk větru je často hlasitější než větrný generátor. Ale každý systém má svůj vlastní "zvuk".
Malá větrná turbína by neměla překračovat emisní limity hluku a rušit rodinné příslušníky a sousedy. Je nutno dodržovat odpovídající specifikace uváděné výrobcem a nepřekračovat povolené emisní hodnoty. Zvuk se snižuje v poměru vzdálenosti od umístěného generátoru. V čistě obytných zónách jsou limity hlukových emisí v noci limitovány 40 dB vně budovy a 30 dB uvnitř budovy. Pokud se plánuje umístit generátor do silně obydlené oblasti, je doporučen spíše vertikální generátor, který je principiálně tišší než horizontální.
Důležité parametry pro výběr domácí větrné elektrárny
Roční výnos při průměrné roční rychlosti větru 4 m/s (= dobrá poloha )
Roční výnos při průměrné roční rychlosti větru 5 m/s (= horské oblasti a povodí velkých řek)
Velikost rotoru
Jmenovitý výkon a jmenovitá rychlost větru
Emise hluku v obytných domech blízkých rotoru
Výška stožáru větrné turbíny
Ochrana proti extrémnímu počasí a brzdové systémy
Doporučení konkrétní dodavatelské firmy nebo značky by porušovalo účel a podmínky této poradny, doporučuji internetový průzkum, reference a poptávku.
Větrné elektrárny zatím nejsou zahrnuty do dotačních položek NZÚ.
S přáním hezkého dne Ing. Jiří Flašar, M-Ekis, ES MPO 1410
Odpovídá: Ing. Jiří Flašar - M-EKIS Šumperk, Ing. Jiří Flašar tisk