Inštalácia a údržba malého veterného elektrického systému

Výrobca vášho veterného systému alebo predajca, u ktorého ste ho kúpili, by vám mal byť schopný pomôcť s inštaláciou vášho malého veterného elektrického systému. Systém si môžete nainštalovať sami – ale predtým, ako sa do projektu pustíte, si položte nasledujúce otázky:

• Môžem naliať správny cementový základ?
• Mám prístup k výťahu alebo spôsob, ako bezpečne postaviť vežu?
• Viem, aký je rozdiel medzi vedením striedavého (AC) a jednosmerného (DC) prúdu?
• Viem o elektrine dosť na to, aby som mohol bezpečne zapojiť svoju turbínu?
• Viem, ako bezpečne manipulovať s batériami a ako ich inštalovať?

Ak ste na ktorúkoľvek z vyššie uvedených otázok odpovedali nie, pravdepodobne by ste sa mali rozhodnúť, že si systém nainštaluje systémový integrátor alebo inštalatér. Požiadajte o pomoc výrobcu alebo kontaktujte svoj štátny energetický úrad a miestny dodávateľ energií, kde vám poskytnú zoznam miestnych inštalatérov systémov. Môžete si tiež pozrieť Zlaté stránky s poskytovateľmi služieb pre systémy veternej energie.

Dôveryhodný inštalatér môže poskytovať aj ďalšie služby, ako napríklad povolenia. Zistite, či je inštalatér licencovaným elektrikárom, vyžiadajte si referencie a overte si ich. Môžete sa tiež obrátiť na úrad pre lepšie podnikanie.

Pri správnej inštalácii a údržbe by mal malý veterný elektrický systém vydržať až 20 rokov alebo dlhšie. Ročná údržba môže zahŕňať:

• Kontrola a utiahnutie skrutiek a elektrických pripojení podľa potreby
• Kontrola strojov na koróziu a správneho napnutia kotviacich lán
• Kontrola a v prípade potreby výmena opotrebovanej pásky na nábežnej hrane lopatiek turbíny
• Výmena lopatiek turbíny a/alebo ložísk po 10 rokoch, ak je to potrebné.

Ak nemáte odborné znalosti na údržbu systému, váš inštalatér vám môže poskytnúť servisný a údržbársky program.

Výrobca alebo predajca vášho systému vám tiež môže pomôcť s nájdením najlepšieho umiestnenia pre váš veterný systém. Medzi všeobecné úvahy patria:

• Úvahy o veterných zdrojoch– Ak žijete v zložitom teréne, dbajte na výber miesta inštalácie. Ak napríklad umiestnite svoju veternú turbínu na vrchol kopca alebo na jeho veternú stranu, budete mať väčší prístup k prevládajúcim vetrom ako v rokline alebo na záveternej (chránenej) strane kopca na tom istom pozemku. Na tom istom pozemku môžete mať rôzne veterné zdroje. Okrem merania alebo zisťovania ročných rýchlostí vetra musíte poznať aj prevládajúce smery vetra na vašom mieste. Okrem geologických formácií musíte zvážiť existujúce prekážky, ako sú stromy, domy a prístrešky. Musíte tiež naplánovať budúce prekážky, ako sú nové budovy alebo stromy, ktoré ešte nedosiahli svoju plnú výšku. Vaša turbína musí byť umiestnená proti vetru od všetkých budov a stromov a musí byť 9 metrov nad čímkoľvek do vzdialenosti 90 metrov.
• Úvahy o systéme– Uistite sa, že máte dostatok miesta na zdvíhanie a spúšťanie veže kvôli údržbe. Ak je vaša veža ukotvená, musíte ponechať priestor pre kotevné lanká. Či už je systém samostatný alebo pripojený k sieti, budete musieť zohľadniť aj dĺžku lana medzi turbínou a záťažou (dom, batérie, vodné čerpadlá atď.). V dôsledku odporu lana sa môže stratiť značné množstvo elektriny – čím dlhšie je lanko, tým viac elektriny sa stráca. Použitie väčšieho množstva alebo hrubšieho lana tiež zvýši náklady na inštaláciu. Straty lana sú väčšie, ak máte jednosmerný prúd (DC) namiesto striedavého prúdu (AC). Ak máte dlhé lanko, odporúča sa invertovať jednosmerný prúd na striedavý.

Malé veterné turbíny používané v rezidenčných aplikáciách majú zvyčajne výkon od 400 wattov do 20 kilowattov, v závislosti od množstva elektriny, ktorú chcete vyrobiť.

Typická domácnosť spotrebuje približne 10 932 kilowatthodín elektriny ročne (asi 911 kilowatthodín mesačne). V závislosti od priemernej rýchlosti vetra v oblasti by na dosiahnutie významného príspevku k tomuto dopytu bola potrebná veterná turbína s výkonom 5 – 15 kilowattov. Veterná turbína s výkonom 1,5 kilowattu uspokojí potreby domácnosti vyžadujúcej 300 kilowatthodín mesačne v lokalite s priemernou ročnou rýchlosťou vetra 14 míľ za hodinu (6,26 metra za sekundu).

Aby ste si pomohli určiť, akú veľkosť turbíny budete potrebovať, najprv si stanovte rozpočet na energiu. Keďže energetická účinnosť je zvyčajne lacnejšia ako výroba energie, zníženie spotreby elektriny vo vašej domácnosti bude pravdepodobne nákladovo efektívnejšie a zníži veľkosť veternej turbíny, ktorú potrebujete.

Výška veže veternej turbíny tiež ovplyvňuje, koľko elektriny bude turbína generovať. Výrobca by vám mal pomôcť určiť potrebnú výšku veže.

Odhad ročného energetického výkonu veternej turbíny (v kilowatthodinách za rok) je najlepší spôsob, ako určiť, či veterná turbína a veža vyrobia dostatok elektriny na uspokojenie vašich potrieb.

Výrobca veterných turbín vám môže pomôcť odhadnúť očakávanú produkciu energie. Výrobca použije výpočet založený na týchto faktoroch:

• Krivka výkonu veternej turbíny
• Priemerná ročná rýchlosť vetra na vašom mieste
• Výška veže, ktorú plánujete použiť
• Frekvenčné rozloženie vetra – odhad počtu hodín, počas ktorých bude vietor fúkať pri každej rýchlosti počas priemerného roka.

Výrobca by mal tento výpočet upraviť aj s ohľadom na nadmorskú výšku vášho miesta.

Na získanie predbežného odhadu výkonu konkrétnej veternej turbíny môžete použiť nasledujúci vzorec:

AEO = 0,01328 D²V.³

Kde:

• AEO = Ročný energetický výkon (kilowatthodiny/rok)
• D = Priemer rotora, stopy
• V = Priemerná ročná rýchlosť vetra, míle za hodinu (mph), na vašom mieste

Poznámka: Rozdiel medzi výkonom a energiou je v tom, že výkon (kilowatty) je rýchlosť, akou sa elektrina spotrebúva, zatiaľ čo energia (kilowatthodiny) je spotrebované množstvo.

Malé veterné energetické systémy je možné pripojiť k distribučnej sústave elektriny. Tieto sa nazývajú systémy pripojené k sieti. Veterná turbína pripojená k sieti môže znížiť vašu spotrebu elektriny dodávanej elektrárňou na osvetlenie, spotrebiče a elektrické vykurovanie. Ak turbína nedokáže dodať množstvo energie, ktoré potrebujete, rozdiel doplatí elektráreň. Keď veterný systém vyrobí viac elektriny, ako vaša domácnosť potrebuje, prebytok sa odošle alebo predá elektrárni.

Pri tomto type pripojenia k sieti bude vaša veterná turbína fungovať iba vtedy, keď bude k dispozícii elektrická sieť. Počas výpadkov prúdu je potrebné veternú turbínu z bezpečnostných dôvodov vypnúť.

Systémy pripojené k sieti môžu byť praktické, ak sú splnené nasledujúce podmienky:

• Žijete v oblasti s priemernou ročnou rýchlosťou vetra najmenej 10 míľ za hodinu (4,5 metra za sekundu).
• Elektrina dodávaná verejnoprospešnými spoločnosťami je vo vašej oblasti drahá (približne 10 – 15 centov za kilowatthodinu).
• Požiadavky dodávateľa energií na pripojenie vášho systému k rozvodnej sieti nie sú prehnane drahé.

Existujú dobré stimuly na predaj prebytočnej elektriny alebo na nákup veterných turbín. Federálne predpisy (konkrétne zákon o regulačnej politike verejných služieb z roku 1978 alebo PURPA) vyžadujú, aby sa energetické spoločnosti pripojili k malým veterným energetickým systémom a nakupovali z nich energiu. Pred pripojením k distribučným vedeniam by ste sa však mali obrátiť na svoju energetickú spoločnosť, aby ste riešili akékoľvek obavy týkajúce sa kvality a bezpečnosti energie.

Váš dodávateľ energií vám môže poskytnúť zoznam požiadaviek na pripojenie vášho systému k sieti. Viac informácií nájdete nadomáce energetické systémy pripojené k sieti.

Veternú energiu možno využiť v systémoch off-grid, nazývaných aj samostatné systémy, ktoré nie sú pripojené k elektrickej distribučnej sústave alebo sieti. V týchto aplikáciách možno malé veterné elektrické systémy použiť v kombinácii s inými komponentmi – vrátanemalý solárny elektrický systém– vytvoriť hybridné energetické systémy. Hybridné energetické systémy môžu spoľahlivo poskytovať energiu mimo siete pre domácnosti, farmy alebo dokonca celé komunity (napríklad projekt spoločného bývania), ktoré sú ďaleko od najbližších inžinierskych sietí.

Hybridný elektrický systém bez pripojenia k sieti môže byť pre vás praktický, ak vašu situáciu opisujú nasledujúce body:

• Žijete v oblasti s priemernou ročnou rýchlosťou vetra najmenej 9 míľ za hodinu (4,0 metra za sekundu).
• Pripojenie k sieti nie je k dispozícii alebo je možné ho realizovať iba prostredníctvom drahého rozšírenia. Náklady na vedenie elektrického vedenia na vzdialené miesto za účelom pripojenia k rozvodnej sieti môžu byť neúnosné a pohybujú sa od 15 000 do viac ako 50 000 dolárov za míľu v závislosti od terénu.
• Chceli by ste získať energetickú nezávislosť od dodávateľa energií.
• Chceli by ste vyrábať čistú energiu.

Viac informácií nájdete v časti Prevádzka systému mimo siete.