Mire alkalmas a szélgenerátor?
 
Magyarországon is kellő mennyiségű és erősségű a szél ahhoz, hogy energiát nyerjünk ki belőle. A szélenergiát hasznosító, lakóházaknál is alkalmazható szélgenerátorok 50 W - 20 kW teljesítményhatár között vannak kereskedelmi forgalomban. A korszerű szélgenerátorok már 2,5 - 3 m/s szélsebességnél elindulnak, automatikusan szélirányba állnak, és villamos energiát szolgáltatnak. Bár a szélenergiára nem mindíg lehet számítani, de nagy előnye, hogy a szélgenerátor viszonylag olcsón beszerezhető, valamint nagyon jól kiegészíti a napelemes rendszert, hiszen szeles éjszakákon illetve fényszegényebb nappali időszakokban (ez általában "rossz" időt, és ezzel gyakran együttjáró szelet is jelent) sok energiát elektromos energiát termel.

 

 

A napelem és szélgenerátor jól együtt működik egy közös (hibrid) rendszerben. Ennek - "a több lábon állás" mellett - az is kedvező tulajdonsága, hogy megfelelő méretezés esetén csak egy töltésszabályozóra és egy inverterre van szükségünk a rendszer kialakításához. Általánosságban elmondható, hogy hazánkban azonos teljesítményű napelemmel kb. két és félszer annyi villamos energia termelhető, mint szélgenerátorral. A szélgenerátor viszont pontosan a fényszegényebb téli hónapokban biztosít több energiát, amikor a napelemek havi energiahozama a nyári hónapokénál lényegesen kevesebb.  

 
A szél energiája ingyen van, és az emberiség már ősidőktől fogva használja. Legismertebb alkalmazási területei a különféle vízkiemelő szerkezetek és a szélmalmok voltak. Napjainkban sajnos már alig-alig használjuk ezt a tiszta enerigaforrást -  bár az utóbbi években a szélerőművek elterjedése Európában is fokozódott. Magyarország sokáig malomipari nagyhatalom volt, ami azt igazolja, hogy hazánkban is megvan a kellő mennyiségű szél ahhoz, hogy energiát nyerjünk ki belőle.
 

Önellátó, sziget-üzemű, autonóm alkalmazási területek.

Ezek közé tartozik a vízszivattyú, a víz-levegőztető, a világítási rendszer, a villanypásztor stb. áramellátása az elektromos hálózattól távol levő mezőgazdasági övezetekben (víztározók feltöltésére, halastavak vizének levegőztetésére - oxigéndúsítására - és vízpótlására, szennyvíztavak oxigéndúsítására, kis kertek, kertészetek, magángazdaságok, állattenyészetek, vadászterületek vízellátására, legelőkön itatóvíz biztosítására). Az ilyen szélgenerátoros, illetve napelem-modulos vagy hibrid rendszerek előnye az, hogy az esetek többségében sem akkumulátor, sem inverter nem szükséges a megvalósításhoz. A szervizigény is minimális. A szélgenerátor akár 1 km-re is lehet a szivattyútól. Gazdaságosságában versenyképes a dízel/benzinmotoros aggregátorral. Vízszivattyúzás ez esetben csak akkor van, ha süt a nap vagy fúj a szél.

 

A nap- és szélenergiás rendszereket ma már nemcsak az elektromos hálózattal el nem látott helyeken használhatjuk, hanem ott is, ahol rendelkezésünkre áll a közüzemi elektromos hálózat.
A hálózatra visszatápláló rendszernél az általunk fel nem használt elektromos energiát a helyi áramszolgáltató megvásárolja. (Hazánkban jelenleg sajnos még nem a nyugati országokban alkalmazott emelt áron történik a visszavásárlás.) Napelem-modulos, illetve csak szélgenerátoros rendszereknél legalább 850 W, illetve 3 kW csúcsteljesítményű rendszerkkel lehetséges a hálózatra kapcsolás, vagyis az interaktív módon való vételezés, illetve visszatáplálás (amennyiben a helyi áramszolgáltató engedélyezi). Természetesen az energiaellátás biztonságának (szünetmentességének), a hálózatról érkező tranziens jelenségek, feszültségingadozás és egyéb zavarjelek kivédése céljából on-line üzemmódot célszerű alkalmaznunk. Itt az esetek többségében a vezetékes elektromos energia csak biztonsági tartalék.
   Az ilyen hálózatra visszatápláló, nap- és szélenergiát hasznosító rendszert érdemes egy vagy több napi áramtartalék akkumulátorbankkal is ellátni. Így a közüzemi áramellátás kimaradásakor sem maradunk elektromos energia nélkül (szünetmentes áramellátás).

A legkorszerűbb, legmegbízhatóbb

szünetmentes rendszereknél a betáplálás prioritása a következő:

1. egyenáram napelem-modulokról,
2. egyen- (illetve váltakozó) áram szélgenerátorról,
3. váltakozó áram az áramszolgáltató hálózatról,
4. váltakozó áram vésztartalék áramforrásról (akkumulátorok, vagy aggregátor).

A kimenet vonatkozásában a következő szempontok veendők figyelembe:

1. szünetmentes áramellátás,

2. tiszta zavarmentes szinuszos feszültség,

3. mentesség a hálózatról érkező zavarok ellen,

4. az áthidalási idő az alkalmazott akkumulátorbank tárolóképességétől függ,

5. a napelem-modulok és a szélgenerátor által megtermelt energia teljes

mértékben hasznosul.

 

 

   Szélgenerátorok telepítésének irányelvei a következők. Hol célszerű szélgenerátort felállítani? Mik a feltételei? Mennyi energiát nyerhetünk velük, és miért a szelet válasszuk?
A kis teljesítményű (60 W, 5 kW) szélgenerátorok az egyik leggazdaságosabb, önállóan működő, kis szervizigényű, háztartásban is használható megújuló energiarendszerek, amelyek környezetbarát módon járulnak hozzá a hazánkban lévő háztartások áramigényének ellátásához . Jelenleg egymilliónál több magyar háztartás rendelkezik megfelelő nagyságú külterületi telekkel, s azok közel felénél az éves átlag szélsebesség megfelelő lenne szélgenerátor használatához. Kérdésként merül fel, hogy megvalósíthatjuk-e általában véve ezeket, és az, hogy melyek a gátló tényezők egy szélgenerátoros rendszer kialakításánál? Röviden, igen, megvalósíthatjunk egy ilyen kisteljesítményű szélgenerátoros rendszert, abban az esetben, ha

 

1. a hatóságok nem tiltják a szélgenerátor telepítését a helyszínen,

2. megfelelően szeles a helyszín (4 m/s éves átlagsebesség 10-15 m magasan),

3. megfelelő hely áll rendelkezésünkre, vagyis elég nagy területtel rendelkezünk külterületen vagy kertesház-övezetben,

4. magas tartóoszlop telepíthető a helyszínen (12 m-nél magasabb: 16-30 m az ideális, ill. legalább 9 m-rel magasabb a 100 m-es körön belül lévő legmagasabb létesítménynél),
5. az ingatlannak a közüzemi elektromos hálózathoz való csatlakozása annyiba vagy többe kerülne, mint a megújuló energiarendszerrel való áramellátása,
6. a meglévő hálózati áramellátás nem tökéletes: gyakori az áramszünet, és feszültségingadozás miatt szünetmentes áramellátást akarunk,
7. jövendőbeli felhasználóként már tanulmányoztuk és értjük a szél- és napenergiás rendszerek alapvető működését, és el tudjuk dönteni, hogy mennyi elektromos energiára van szükségünk (kWh/hó), és mennyit óhajtunk a nap- és szélenergiás rendszerrel megtermelni.

 

További igen fontos szempontok:

 

1. az energiatakarékosság lehetőségeinek vizsgálata, vagyis az energiatakarékos fogyasztók lehetséges használatának felmérése,

2. a jelenlegi és a várható energiafelhasználási igény kiszámítása a szükséges szélgenerátor, illetve napelem-modul "méretek" eldöntéséhez,

3. meg kell határoznunk az igényelt csúcsteljesítményt (kW), a legnagyobb terhelőáramot (A), a napi energiaigényt (kWh/nap) s a havi energiaigény maximumát (kWh/hó).

 

  Ez utóbbi szempont köznapibb megközelítésben a következő: tudnunk kell, mennyi kb. egy nyári és téli hónap fogyasztása, vagy legalább anynyit, hogy milyen fogyasztók vannak/lesznek, és azokat mennyi időtartamra használjuk. Továbbá, tudnunk kell, hogy egy időben menynyi lehet a maximális fogyasztás, pl. egyszerre szeretnénk-e TV-t nézni és mosni stb. Ezek az adatok azért fontosak, mert egy túlméretezett rendszer telepítése sokkal költségesebb, az alulméretezett pedig kevésbé működőképes.

Felteendő kérdéseink a szigetüzemű hibrid rendszer telepítési lehetőségeinek a felméréséhez az alábbiak.

1. Milyen a háztető (pl. lapostető, nyeregtető), mekkora

a beépíthető hasznos felület a napelemtáblák

elhelyezésére, megfelelő tájolású-e a nyeregtető?

Ha nem, akkor hol helyezhetők el a napelem-modul(ok)?

2. A telek, saját terület nagysága, 100 m-en

belüli magas létesítmények (távolság, magasság).

3. Hol lehetséges a szélgenerátor-tartóoszlop elhelyezése?

  Mielőtt időt és pénz áldozunk, derítsük ki, lehet-e jogi vagy környezeti akadálya a (600 W feletti) szélgenerátor telepítésének. Az építési hatóságnak van-e magassági korlátozása, illetve lehetséges, hogy valamelyik szomszéd nem óhajtja látni és/vagy hallani a mozgó szélgenerátort (egyébként az a szél háttérzajától mindössze csak 3.10 dB-lel zajosabb). Előfordulhat, hogy esetleg faültetvényt vagy magas épületet terveznek a közeli jövőben a szomszédban létesíteni.
   Ha hálózatra visszatápláló rendszert szeretnénk, tudakoljuk meg a szolgáltatótól a csatlakozás feltételeit, költségvonzatát és az áram átvételi árát. További igen fontos kérdés, hogy megfelelően szeles-e a helyszínünk. A telepítés megfontolásához iránymutatók lehetnek a környéken működő nagy szélgenerátorok széladatai és a meteorológiai szolgálaté (szélenergia-térképek), vagy a közeli reptéré, továbbá a szélgenerátorokat forgalmazók tapasztalatai, iránymutatásai.

   A légáramlást a hegyek, dombok, fák, bokrok és házak akadályozzák, fékezik. Míg a hegyek és a dombok, valamint a helyszín magassága a hasznosítható szélsebességet előnyösen befolyásolja, addig a fák és házak a talaj menti légrétegekben gyakran széllökéseket és örvényeket idéznek elő, ami a szélenergia hasznosításában kifejezetten hátrányos. A legkedvezőbb teljesítmény eléréséhez igen fontos, hogy a szélgenerátor a fák és épületek örvényzónájából kiemelkedjen. Mint már említettük, a 100 m sugarú körben lévő legmagasabb létesítmények figyelembevételével határozható meg a telepítés helye és magassága. Ha a létesítmény magassága H, akkor előtte 2H távolságban a tartóoszlop legalább H magas legyen. Mögötte  is legyen legalább 2H távolság az örvényzóna fölötti magasságban.
  A ferde tető (dombtető, hegytető) előnye, hogy felgyorsul a szél. A szélgenerátor felszerelése az építmény gerincmagassága fölötti 8-9 m-es sávban ajánlható, ahol a nyeregtető esetén a tető aljához érkező szélhez képest 200%-os szélsebességet mérhetünk minimális turbulenciával.  További lehetőségként kínálkozik a kb. 18 m-es kipányvázott vagy az építményhez bilincselt tűzi-horganyzott acélcsőoszlopra történő szerelés. Minél magasabbra tesszük a szélgenerátort, annak teljesítménye a szélsebesség harmadik hatványával nő. Példaként említjük, hogy egy 5,6 m/s éves átlag szélsebességű helyen kétszer annyi energiát termelhetünk, mint egy alacsonyabban telepített generátor esetében a 4,5 m/s átlag szélsebesség esetén.

 

A termékkiválasztás

 

  Ha nincs akadálya a szélgenerátor és a napelem-modulok telepítésének, hozzáláthatunk a rendszer konfigurálásához. Tanulmányoznunk kell több gyártó termékeit és a jó referenciákkal rendelkező szakképzett forgalmazóikat, akik képesek telepíteni, szervizelni, cserealkatrészt biztosítani. Hasonlítsuk öszsze a garanciaidőket, és azt, hogy mit tartalmaznak. Kérjünk igényünkhöz hasonló referenciát, tájékozódjunk a tulajdonosok tapasztalatairól és a rendszer működéséről, megbízhatóságáról, továbbá fenntartási és alkatrész-igényéről.