Domowa turbina polskich studentów kosztowała 2 tys. euro. Kiedy się zwróci?
Na Politechnice Łódzkiej prowadzone są testy turbiny wiatrowej. Technologia rozwijana jest z myślą o wprowadzeniu jej na rynek. Członkowie zespołu naukowego badają między innymi nowe materiały i metody sterowania.
Zespół studentów z Politechniki Łódzkiej (PŁ) zwyciężył w finale międzynarodowego konkursu International Small Wind Turbine Contest. Polacy zdobyli dwie z trzech głównych nagród: w kategorii generalnej oraz w kategorii najwyższa roczna produkcja energii (AEP). Turbina wiatrowa autorstwa zespołu z PŁ zdobyła pierwsze miejsce, pokonując drużyny z Kanady, Holandii, Egiptu i Danii.
Na razie jeszcze nigdzie nie zainstalowano zwycięskiej turbiny wiatrowej. Jest ona na etapie projektu studenckiego GUST, jednak twórcy widzą w niej ogromny potencjał.
Projekt realizują członkowie Studenckiego Koła Naukowego Energetyków (SKNE), które działa przy Instytucie Maszyn Przepływowych Wydziału Mechanicznego Politechniki Łódzkiej. GUST skupia studentów Politechniki Łódzkiej z Wydziałów: Mechanicznego, Chemicznego, Elektrotechniki, Elektroniki, Informatyki i Automatyki, Organizacji i Zarządzania, Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska oraz International Faculty of Engineering.
Testy turbiny wiatrowej, które są prowadzone na Politechnice Łódzkiej, pozwalają rozwijać tę technologię z myślą o wprowadzeniu jej na rynek. Dlatego członkowie zespołu badają nowe materiały i metody sterowania; sprawdzają między innymi, jak zachowuje się w tunelu w czasie pracy. To wszystko jest konieczne do rozpoczęcia procesu komercjalizacji.
Jeśli chodzi o produkcję energii, twórcy turbiny wiatrowej podkreślają, że w warunkach konkursowych, podczas International Small Wind Turbine Contest, przy prędkości wiatru 13 m/s osiągnięto ponad 1 kW mocy.
Ile energii może wyprodukować turbina w ciągu roku?
Jak podają konstruktorzy, sprawność zwycięskiej elektrowni wiatrowej osiąga 41 proc., co jest świetnym wynikiem w porównaniu z turbinami o podobnej rozpiętości łopat. Przyjmując, że średnia prędkość wiatru w Polsce zależnie od regionu wynosi 3-6 m/s, ta konstrukcja może wyprodukować – według jej twórców – do 900 kWh energii elektrycznej rocznie.
Produkcja energii przez turbinę wiatrową zależy od różnych czynników. Ważne są topografia terenu, otoczenie i miejscowe warunki wietrzne. Na rynku dostępnych jest wiele masztów o wysokościach rzędu 10-12 metrów i taką wysokość rekomendują projektanci. Twórcy uważają, że zapewni ona optymalne warunki pracy turbinie.
Innowacje a efektywność
Podczas prac nad modelem zgłoszonym do tegorocznej edycji konkursu International Small Wind Turbine Contest wdrożono pewne udoskonalenia w stosunku do poprzedniego modelu, które przyczyniły się do poprawy efektywności. Wdrożonymi w tym roku innowacjami były:
- ekologiczna, modułowa obudowa drewniana, umożliwiająca szybką wymianę komponentów,
- zastosowanie biokompozytów do produkcji niektórych elementów turbiny,
- przeniesienie większości komponentów systemu konwersji energii poza gondolę turbiny, do szafy sterowniczej,
- zastosowanie tensometrów do pomiaru momentu skręcającego na wale, co umożliwiło lepszą analizę dynamiczną całego systemu,
- przetestowanie dwóch wariantów rotora (3-łopatowego i 4-łopatowego z różną geometrią łopat).
Na pytanie o to, jak kolejne innowacje mogą się przełożyć na efektywność, twórcy elektrowni wiatrowej odpowiadają:
Mamy całe mnóstwo przemyśleń po konkursie, ale nie możemy zdradzać szczegółów, ponieważ konkurencja nie śpi! Kwestia nowych pomysłów na kolejny rok jest cały czas tematem otwartym, jednak już teraz jesteśmy pewni, że w najbliższym roku chcemy, aby kolejne elementy naszej konstrukcji były wykonane z udoskonalonego biokompozytu, oraz chcemy dalej rozwijać sekcję automatyki i przyjaznego dla użytkownika sterowania.
Ile kosztowała domowa turbina?
Jak wyjaśniają konstruktorzy zwycięskiej turbiny, dzięki kolejnym unowocześnieniom oraz zastosowaniu innowacyjnych materiałów, w tym biomateriałów, udało im się z sukcesem zmniejszyć koszt produkcji prototypu. Miał on wynieść około 2 tys. euro.
Badacze wyliczają, że dzięki osiąganej efektywności turbiny szacunkowy okres zwrotu inwestycji wyniesie około 8,5 roku.
Kiedy produkcja?
Od momentu rozpoczęcia projektu zespół otrzymał wiele ofert od firm zainteresowanych produkcją turbiny. Obecnie jednak twórcy są zobowiązani do przeprowadzenia dalszych badań i testów, aby upewnić się, że turbina spełnia wszystkie wymagania i jest gotowa do wdrożenia na większą skalę.
W tym momencie priorytetem dla nas jest rozwinięcie naszego projektu i maksymalne wykorzystanie potencjału technologicznego, który ma do zaoferowania. Mimo to jesteśmy otwarci na przyszłą współpracę z biznesem w celu komercjalizacji naszej turbiny. Jest to kwestia, którą będziemy rozważać w przyszłości, gdy osiągniemy odpowiednie etapy rozwoju i będziemy gotowi na ekspansję – informuje zespół GUST.
Dlaczego jest tak mało przydomowych turbin?
Dotychczas przydomowe turbiny wiatrowe w Polsce nie cieszyły się istotnym zainteresowaniem wśród prosumentów. W skali kraju powstało dotychczas zaledwie kilkadziesiąt takich instalacji. Istnieje kilka przeszkód i wyzwań, które mogą wpływać na niską liczbę przydomowych turbin wiatrowych. W korespondencji z portalem Gramwzielone.pl zespół GUST wskazuje na następujące bariery:
- Wciąż relatywnie wysokie koszty początkowe: inwestycja w przydomową turbinę wiatrową może być kosztowna. Trzeba nie tylko kupić i zainstalować turbinę, ale też odpowiednio dostosować infrastrukturę, taką jak chociażby połączenie z szafą sterującą. Zespół z PŁ podkreśla, że wysokie początkowe koszty mogą odstraszać ludzi, zwłaszcza jeśli nie są pewni zwrotu z inwestycji.
- Brak odpowiedniej lokalizacji: wydajność turbiny wiatrowej zależy od wielu czynników, jednak najważniejszym jest dostępność silnych, stałych wiatrów. Nie każde miejsce jest odpowiednie pod tym względem. Brak wystarczająco silnego wiatru w danym miejscu będzie skutkować niewielką produkcją energii, co wpłynie na opłacalność instalacji.
- Ograniczenia wizualne i hałas: niektórzy mogą się obawiać, że turbiny wiatrowe negatywnie wpłyną na estetykę posiadłości lub wywołają uciążliwy hałas. Zdaniem twórców turbiny prawidłowo posadowiona instalacja (na odpowiednio wysokim maszcie i fundamencie) nie powinna jednak być uciążliwym sąsiadem.
- Brak świadomości i edukacji: energetyka wiatrowa w Polsce od wielu lat jest marginalizowana. Zespół GUST podkreśla, że wiele osób nie jest świadomych korzyści z instalacji przydomowej turbiny wiatrowej lub nie ma wystarczającej wiedzy na temat technologii i potencjalnych oszczędności.
Katarzyna Poprawska-Borowiec
katarzyna.borowiec@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.
Turbina 1kW jako powiedzmy odpowiednik 1kW fotowoltaiki (zakładając że ta turbina da 900kWh rocznie można tak przyjąć). Turbina 8k, maszt 2k, falownik 3k, okablowanie i duperele 1k. Razem 14 tys za 1kW kontra 4 tys za 1kW z foto. Ale to „brak świadomości i edukacji” jest przyczyną słabej popularności wiatraków przydomowych :}
Bo to chodzilo o brak „swiadomosci i edukacji” wsrod finansujacych takie przedsiewziecia. Mialem turbine na dachu, to nie zadziala nie tylko z tego powodu ze sie zupelnie nie oplaca. nie tylko my ale wszyscy sasiedzi na ulicy wiedzeli kiedy wieje 🙂
Co do produkcji same energii to tez nie prawda na wysokosci pare metrow powyzej dachow sa straszne zawirowania, wiatr zmienia kierunek bardzo dynamicznie, wiatrak sie caly czas obraca i traci obroty, na tej wysokosci jedynie pionowa by dzialala no ale to jeszcze bardziej nie oplacalne rozwiazanie
ale nieopłacalne, tylko farmy na morzu, bo nisko na lądzie wieje kiedy chce i byle jak. Do badań idealne, gotowe i dopracowane w USA chodzą od XIX wieku do napędu pomp, można napędzać nimi generatorki i na ich efektywności można się skupić, reszta jest już obcykana. Nie kupuję tej innowacji, bo nią nie jest.
Jest jeszcze przeszkodą prawna. Pis nie lubi wiatru więc: od niedawna mogę postawić tylko turbinę do wysokości połowy krótszego boku działki, nawet jak najbliższy sąsiad mieszka 2km ode mnie, co jest żekomo ułatwieniem. Sumowanie mocy fv i wiatru a także magazynu energii i w związku z tym limit mocy przyłączeniowej mimo pracy na jeden falownik wszystkich 3 systemów. Na dachu tylko do 3 metrów – za nisko by się opłacało. Moc żródła a nie realna moc jaką mogę wprowadzić do sieci. Dotyczy zarówno pv jak i wiatru jak i obu jednocześnie. No i groźba cen godzinowych wszystko stawia pod znakiem zapytania. Nieprzewidywalna inwestycja czy drogie hobby?
@Mlaskacz: z kosztami racja ale turbina wiatrowa może być dobrym uzupełnieniem foto bo wiatru jest więcej w zimie i w nocy kiedy PV pracuje słabo albo wcale, a właśnie wtedy potrzeba energii. Można by za koszt turbiny przewymiarować PV x3-x4 ale nie wszyscy mają na to miejsce. Suma summarum małe turbiny jeśli poprawi się ich uzysk energii i obniży koszt mogą mieć swoją niszę na rynku… dla kogoś komu nie przeszkadza 12 m maszt koło domu ;o).
Koszt 2000euro to naprawdę niewielki koszt jak na prototyp turbiny wiatrowej. W produkcji seryjnej koszty spadną więc będzie łakomym kąskiem na rynku. Studenci wykonali kawał dobrej roboty i tutaj szacun dla całego zespołu. Zdolnych ludzi z pasją i pomysłami nam nie brakuje tylko trzeba ogólnego wsparcia społeczeństwa dla takich ludzi a nie roztrząsania wszech i w obec każdego najmniejszego niepowodzenia. Człowiek zanim nauczył się chodzić wiele razy się przewrócił.
Małe przydomowe turbiny wiatrowe w 99% są w Polsce kompletnie nieopłacalne, są za nisko żeby wystarczająco wiało, pozostały 1% to wyjątki gdzie ktoś ma szczególnie dobre warunki. Btw. chyba 3 lata temu zespół GUST walnął się na zawodach i mieli łopaty odwrotnie, turbina ustawiła się tyłem do przodu, a i tak wygrali wtedy konkurs, 😛 taka ciekawostka.
Ja nie mówię że wiatraki są złe, sam od lat planuje postawić sobie jakąś sztukę dla zabawy i nauki. Tyle że ekonomicznie to kompletny bezsens niestety, co mnie też smuci jako pasjonata OZE. Jakby uprościli przepisy i ogarnęli dotacje to można by poeksperymentować 😉
2k euro to koszt części. Kup gdzieś chleb w cenie produktów co to za logika.
Gratulacje dla pomysłowych studentów. Ja często odwiedzam południową Szwecje i tam przydomowe turbiny wiatrowe na terenach wiejskich są częstym widokiem.
to jest żałosne
pytanie: jak turbina mogła zdobyć nagrodę w kategorii najlepszej rocznej produkcji energii …
skoro NIGDZIE TURBINA NIE JEST ZAINSTALOWANA, NAWET NA MIESIĄC ?
odpowiedź: to są badania symulacyjne, wirtualne
Obudowa z drewna? I to ma wytrzymać minimum 8.5 lat?