Pienen tuulivoimajärjestelmän asentaminen ja huolto

Tuulivoimajärjestelmäsi valmistajan tai jälleenmyyjän, jolta ostit sen, pitäisi pystyä auttamaan sinua pienen tuulivoimajärjestelmäsi asennuksessa. Voit asentaa järjestelmän itse, mutta ennen projektin aloittamista kysy itseltäsi seuraavat kysymykset:

• Voinko valaa kunnollisen sementtiperustuksen?
• Onko minulla pääsy hissiin tai keino pystyttää torni turvallisesti?
• Tiedänkö eron vaihtovirta- (AC) ja tasavirta- (DC) johdotuksen välillä?
• Tiedänkö sähköstä tarpeeksi turbiinin turvalliseen kytkemiseen?
• Tiedänkö, miten paristoja käsitellään ja asennetaan turvallisesti?

Jos vastasit ei mihinkään yllä olevista kysymyksistä, sinun kannattaa luultavasti antaa järjestelmäsi asennuksen tehtäväksi järjestelmäintegraattorille tai asentajalle. Ota yhteyttä valmistajaan saadaksesi apua tai ota yhteyttä osavaltiosi energiatoimistoon ja paikalliseen sähköyhtiöön saadaksesi luettelon paikallisista järjestelmäasentajista. Voit myös tarkistaa tuulivoimajärjestelmien palveluntarjoajat keltaisilta sivuilta.

Luotettava asentaja voi tarjota lisäpalveluita, kuten lupien hankkimisen. Ota selvää, onko asentajalla sähköasentajan pätevyys, pyydä referenssejä ja tarkista ne. Voit myös tarkistaa asian Better Business Bureaun verkkosivuilta.

Asianmukaisella asennuksella ja huollolla pienen tuulivoimajärjestelmän pitäisi kestää jopa 20 vuotta tai pidempään. Vuosittainen huolto voi sisältää:

• Pulttien ja sähköliitäntöjen tarkistus ja kiristys tarvittaessa
• Koneiden korroosion ja vaijereiden oikean kireyden tarkistus
• Turbiinin lapojen kuluneiden etureunan teippien tarkistus ja vaihto tarvittaessa
• Turbiinin lapojen ja/tai laakereiden vaihto tarvittaessa 10 vuoden välein.

Jos sinulla ei ole asiantuntemusta järjestelmän ylläpitoon, asentajasi voi tarjota huolto- ja kunnossapito-ohjelman.

Järjestelmän valmistaja tai jälleenmyyjä voi myös auttaa sinua löytämään parhaan sijainnin tuulivoimajärjestelmällesi. Joitakin yleisiä huomioitavia asioita ovat:

• Tuulivoiman resurssien huomioon ottaminen– Jos asut monimutkaisessa maastossa, ole huolellinen asennuspaikan valinnassa. Jos sijoitat tuuliturbiinisi esimerkiksi mäen laelle tai tuuliselle puolelle, vallitsevat tuulet ovat paremmin saatavilla kuin rotkoon tai mäen suojanpuoleiselle puolelle samalla tontilla. Samalla tontilla voi olla erilaisia ​​tuulivoimavaroja. Vuotuisten tuulennopeuksien mittaamisen tai selvittämisen lisäksi sinun on tiedettävä vallitsevat tuulen suunnat työmaallasi. Geologisten muodostumien lisäksi sinun on otettava huomioon olemassa olevat esteet, kuten puut, talot ja vajat. Sinun on myös suunniteltava tulevia esteitä, kuten uusia rakennuksia tai puita, jotka eivät ole saavuttaneet täyttä korkeuttaan. Turbiini on sijoitettava tuulen yläpuolelle kaikista rakennuksista ja puista, ja sen on oltava 9 metriä kaiken 90 metrin säteellä olevan yläpuolella.
• Järjestelmän huomioitavat asiat– Muista jättää riittävästi tilaa tornin nostamiseen ja laskemiseen huoltoa varten. Jos tornissasi on harusteet, sinun on jätettävä tilaa harusvaijereille. Olipa järjestelmä sitten erillinen tai verkkoon kytketty, sinun on otettava huomioon myös turbiinin ja kuorman (talo, akut, vesipumput jne.) välisen vaijerimatkan pituus. Johdon resistanssin seurauksena voi hävitä huomattava määrä sähköä – mitä pidempi vaijerimatka, sitä enemmän sähköä häviää. Useamman tai paksumman johdon käyttö lisää myös asennuskustannuksia. Johtimen häviöt ovat suurempia, kun käytössä on tasavirta (DC) vaihtovirran (AC) sijaan. Jos johto on pitkä, on suositeltavaa kääntää tasavirta vaihtovirraksi.

Asuinrakennuksissa käytettävät pienet tuuliturbiinit ovat tyypillisesti kooltaan 400 watista 20 kilowattiin riippuen siitä, kuinka paljon sähköä haluat tuottaa.

Tyypillinen kotitalous käyttää vuosittain noin 10 932 kilowattituntia sähköä (noin 911 kilowattituntia kuukaudessa). Alueen keskimääräisestä tuulennopeudesta riippuen 5–15 kilowatin tehoinen tuuliturbiini tarvittaisiin kattamaan tämä kysyntä merkittävästi. 1,5 kilowatin tuuliturbiini riittää 300 kilowattituntia kuukaudessa tarvitsevan kotitalouden tarpeisiin paikassa, jonka keskimääräinen vuotuinen tuulennopeus on 14 mailia tunnissa (6,26 metriä sekunnissa).

Jotta voit määrittää tarvitsemasi tuuliturbiinin koon, laadi ensin energiabudjetti. Koska energiatehokkuus on yleensä halvempaa kuin energiantuotanto, kodin sähkönkulutuksen vähentäminen on todennäköisesti kustannustehokkaampaa ja pienentää tarvitsemasi tuuliturbiinin kokoa.

Tuuliturbiinin tornin korkeus vaikuttaa myös siihen, kuinka paljon sähköä turbiini tuottaa. Valmistajan tulisi auttaa sinua määrittämään tarvittava tornin korkeus.

Tuuliturbiinin vuotuisen energiantuotannon arvio (kilowattitunteina vuodessa) on paras tapa määrittää, tuottavatko se ja torni riittävästi sähköä tarpeidesi tyydyttämiseksi.

Tuuliturbiinivalmistaja voi auttaa sinua arvioimaan odotettavissa olevaa energiantuotantoa. Valmistaja käyttää laskelmaa, joka perustuu seuraaviin tekijöihin:

• Erityinen tuuliturbiinin tehokäyrä
• Keskimääräinen vuotuinen tuulennopeus työmaallasi
• Käytettävän tornin korkeus
• Tuulen taajuusjakauma – arvio siitä, kuinka monta tuntia tuuli puhaltaa kullakin nopeudella keskimääräisen vuoden aikana.

Valmistajan tulisi myös mukauttaa tätä laskelmaa työmaasi korkeuden mukaan.

Saadaksesi alustavan arvion tietyn tuuliturbiinin suorituskyvystä, voit käyttää seuraavaa kaavaa:

AEO = 0,01328 D²V³

Jossa:

• AEO = Vuotuinen energiantuotanto (kilowattituntia/vuosi)
• D = Roottorin halkaisija, jalkaa
• V = Vuotuinen keskimääräinen tuulennopeus, mailia tunnissa (mph), työmaallasi

Huomautus: tehon ja energian välinen ero on se, että teho (kilowatteina) on sähkön kulutusnopeus, kun taas energia (kilowattitunteina) on kulutettu määrä.

Pienet tuulivoimajärjestelmät voidaan liittää sähkönjakeluverkkoon. Näitä kutsutaan verkkoon kytketyiksi järjestelmiksi. Verkkoon kytketty tuuliturbiini voi vähentää sähkönkulutustasi valaistukseen, kodinkoneisiin ja sähkölämmitykseen. Jos turbiini ei pysty tuottamaan tarvitsemaasi energiamäärää, sähkölaitos korvaa erotuksen. Kun tuulivoimajärjestelmä tuottaa enemmän sähköä kuin kotitaloutesi tarvitsee, ylimääräinen sähkö lähetetään tai myydään sähkölaitokselle.

Tämän tyyppisellä verkkoyhteydellä tuuliturbiini toimii vain silloin, kun sähköverkko on käytettävissä. Sähkökatkosten aikana tuuliturbiini on sammutettava turvallisuussyistä.

Verkkoon kytketyt järjestelmät voivat olla käytännöllisiä, jos seuraavat ehdot täyttyvät:

• Asut alueella, jonka keskimääräinen vuotuinen tuulennopeus on vähintään 10 mailia tunnissa (4,5 metriä sekunnissa).
• Sähköyhtiöiden toimittama sähkö on alueellasi kallista (noin 10–15 senttiä kilowattitunnilta).
• Sähköyhtiön vaatimukset järjestelmän liittämiseksi sähköverkkoonsa eivät ole kohtuuttoman kalliita.

Ylimääräisen sähkön myynnille tai tuuliturbiinien ostamiselle on hyviä kannustimia. Liittovaltion määräykset (erityisesti vuoden 1978 Public Utility Regulatory Policies Act eli PURPA) edellyttävät, että sähkölaitokset liittyvät pieniin tuulivoimajärjestelmiin ja ostavat niistä sähköä. Sinun tulee kuitenkin ottaa yhteyttä sähkölaitokseesi ennen kuin liität sen jakeluverkkoihin ja selvittääksesi mahdolliset sähkön laatuun ja turvallisuuteen liittyvät huolenaiheet.

Sähköyhtiösi voi antaa sinulle luettelon järjestelmän verkkoon liittämistä koskevista vaatimuksista. Lisätietoja on kohdassaverkkoon kytketyt kodin energiajärjestelmät.

Tuulivoimaa voidaan käyttää sähköverkon ulkopuolisissa järjestelmissä, joita kutsutaan myös erillisiksi järjestelmiksi, eikä niitä ole kytketty sähkönjakelujärjestelmään tai sähköverkkoon. Näissä sovelluksissa pieniä tuulivoimajärjestelmiä voidaan käyttää yhdessä muiden komponenttien kanssa – mukaan lukienpieni aurinkosähköjärjestelmä– luoda hybridisähköjärjestelmiä. Hybridisähköjärjestelmät voivat tarjota luotettavaa sähköverkkoon kytkemätöntä sähköä koteihin, maatiloille tai jopa kokonaisille yhteisöille (esimerkiksi yhteisasumishankkeille), jotka sijaitsevat kaukana lähimmistä sähkölinjoista.

Sähköverkosta irti oleva hybridijärjestelmä voi olla käytännöllinen, jos alla olevat kohdat kuvaavat tilannettasi:

• Asut alueella, jonka keskimääräinen vuotuinen tuulennopeus on vähintään 9 mailia tunnissa (4,0 metriä sekunnissa).
• Sähköverkkoyhteyttä ei ole saatavilla tai se voidaan tehdä vain kalliin laajennuksen kautta. Sähkölinjan vetäminen syrjäiseen kohteeseen yleiseen sähköverkkoon voi olla kohtuuttoman kallista, vaihdellen 15 000 dollarista yli 50 000 dollariin mailia kohden maastosta riippuen.
• Haluat saavuttaa energiariippumattomuuden sähköyhtiöstä.
• Haluat tuottaa puhdasta energiaa.

Lisätietoja on kohdassa Järjestelmän käyttäminen sähköverkosta irti.