Karel si u domu postavil vlastní větrnou elektrárnu. Vyrobí i 25 kWh denně

Karle, jak je řešena energetika ve vašem domě?

Koncept se vyvíjel postupně. Některé věci bych dnes možná řešil jinak, ale cílem byla co největší soběstačnost při provozu primárně na elektřinu. Dům má elektrické podlahové topení s odporovým drátem zalitým v podlaze. Nevolil jsem tepelné čerpadlo ani elektrokotel kvůli složitosti a potenciálním poruchám. U odporového topení se prakticky nemá co pokazit a každou místnost lze jednoduše regulovat.

Máte fotovoltaiku?

Ano, ta byla instalována krátce po dokončení domu. Původně měla výkon 5,6 kWp a baterie kapacitu 7,1 kWh. Postupně jsme systém rozšířili na 9,9 kWp a bateriové uložiště na 10 kWh. Na aktuálně nejprodávanější fotovoltaické panely se můžete podívat například zde. Spotřebiče se snažíme zapínat podle aktuální výroby. V praxi to znamená, že sledujeme výkon a podle toho načasujeme provoz. K fotovoltaice jsme před osmi měsíci přidali i větrnou elektrárnu.

Jaké jsou základní technické parametry větrné elektrárny?

Stožár má výšku osmnáct metrů a nahoře je gondola s rotorem. Jmenovitý výkon je čtyři kilowatty a krátkodobě může dosáhnout až pěti a půl kilowattu. Při sledování provozu jsme se zatím dostali lehce přes čtyři kilowatty při silnějším větru. Elektrárna začíná vyrábět přibližně od pěti metrů za sekundu, ale výroba je tehdy slabá. Zajímavější výkony přicházejí při rychlostech kolem deseti až jedenácti metrů za sekundu. Listy mají délku 2,15 metru, takže celkový průměr rotoru je přibližně 4,3 metru. Výkon sleduji v aplikaci, která je propojená i se solární elektrárnou.

Co nejvíce ovlivňuje výkon elektrárny?

Zásadní jsou dva faktory: rychlost větru a výška instalace. Čím výše je elektrárna umístěna, tím méně ji ovlivňují překážky a tím stabilnější a silnější vítr je k dispozici. Každý metr výšky hraje výraznou roli. Výkon roste s třetí mocninou rychlosti větru. Relativně malý rozdíl v rychlosti tak znamená výrazný rozdíl ve výkonu. Rozdíl mezi deseti a osmnácti metry je zásadní. Překážky jako stromy, domy nebo terén vítr zpomalují a vytvářejí turbulence, které výkon výrazně snižují. Ve výškách kolem padesáti nebo sta metrů jsou podmínky ještě stabilnější, ale to už je úplně jiná konstrukční kategorie.

Jak náročná byla realizace a řešení statiky?

Původně jsem chtěl využít vyřazené sloupy od jednoho z dodavatelů energie, což by znamenalo výšku kolem devíti metrů. To by ale výrazně omezilo výkon a zvýšilo vliv okolních překážek. Nakonec byla zvolena konstrukce na míru. Nejprve se vylily betonové patky, zhruba měsíc se čekalo na vytvrdnutí a poté se pomocí jeřábu sestavil stožár ze čtyř dílů. Konstrukce je nosníková, prošroubovaná, podobná větším elektrickým stožárům. Kvalitní zakotvení je zásadní, protože ve větší výšce působí výrazně větší síly.

Zvažoval jste i vyšší stožár?

Další navyšování výšky by už bylo z hlediska statiky problematické. Gondola s vrtulí pochází od španělské firmy. Instalaci na klíč, včetně zapojení technologie v domě, realizovala česká firma. Elektrárna stojí přibližně sedmdesát metrů od domu. Kabel je veden více než metr hluboko a přiveden do technické místnosti. Celková investice do větrné části systému se pohybovala kolem půl milionu korun bez DPH.

Jak větrná elektrárna zapadá do energetického konceptu vašeho domu?

Zapadá velmi dobře jako doplnění směrem k větší soběstačnosti. Neznamená to ale úplnou energetickou nezávislost, jak jsem si původně myslel. Kombinace slunce a větru není stoprocentní jistota. Výrazně to ale pomáhá v obdobích, kdy slunce nesvítí nebo má malý výkon. Díky tomu je domácnost schopná po většinu roku alespoň částečně fungovat z vlastní elektřiny.

Jaké další technologie v domě používáte?

Máme 100litrový bojler s tepelným čerpadlem a spirálou. Při provozu pouze na tepelné čerpadlo má spotřebu přibližně 150 wattů. Pokud potřebujeme více teplé vody, zvýšíme teplotu. Pro tříčlennou rodinu je 100 litrů dostačujících. Na tyto bojlery s nízkou spotřebou se můžete podívat například tady. Dále využíváme vlastní vrt se sedmistupňovou filtrací na pitnou vodu, rekuperaci vzduchu a sušičku s tepelným čerpadlem, která má průměrnou spotřebu kolem 600 wattů. Střídače jsou třífázové. Všechny technologie jsou umístěny v technické místnosti, kde kvůli tomu dochází k přehřívání. Zvažujeme proto přesun části technologie do jiné místnosti.

Jak velké máte bateriové úložiště a co přebytky?

Kapacita baterií je 10 kWh. To stačí pro noční provoz a vyrovnávání krátkodobých výkyvů, například když přijde mrak. Nechtěl jsem instalovat výrazně větší úložiště, protože v zimě by se stejně nedokázalo nabít a v létě bychom energii nevyužili. Přebytky do sítě zatím neposílám, i když mám administrativu vyřízenou. Při spotových cenách to ekonomicky dává smysl hlavně v zimě, kdy je elektřina drahá. V létě by to často vycházelo hůře a mohlo by to více zatěžovat střídače.

Jaké jsou reálné zkušenosti s výrobou v zimě a v létě?

Běžně se výkon při větrném dni pohybuje kolem 1 800 wattů, ale s výraznými výkyvy. Výkon během krátké doby roste a klesá podle poryvů. Nejvíce fouká při změnách tlaku, typicky ráno mezi pátou a osmou hodinou a večer. Nejlepší zimní den vyrobila elektrárna přibližně 25 kWh. V létě vítr také fouká, někdy i během velmi teplých dnů, ale obvykle nemá takovou intenzitu jako v zimě. Nejlepší turbíny jsou schopné zachytit zhruba 60 procent energie proudícího větru. Část energie rotor nezachytí a další část se ztratí v technologii. Reálně se tak využije přibližně 40 procent energie větru.

Jak je to s hlukem?

Při silném větru je slyšet šelest lopatek. U domu je ale zvuk minimální a sousedé si nestěžují.

Dává instalace malé větrné elektrárny smysl všude?

Ne. Klíčová je konkrétní lokalita. Nejde jen o to, zda je místo na horách nebo na jižní Moravě, ale o konkrétní terén, překážky a možnosti instalace. Malé větrné elektrárny instalované přímo na střechu většinou nefungují dobře. Vítr se nad střechou láme, vznikají turbulence a účinnost je nízká. Navíc se vibrace přenášejí do konstrukce domu. Pokud by se instalovalo na střechu, musel by nad ní být ještě další stožár. Pokud však máte vhodné podmínky v podobě velkého pozemku a terénu, určitě tento systém stojí za zvážení.