W dzisiejszych czasach fotowoltaika staję tak popularnym źródłem energii elektrycznej, że traktujemy ją jako synonim dla odnawialnych źródeł energii. W cieniu paneli fotowoltaicznych stoją turbiny wiatrowe, a są one źródłem również dość ciekawym. Mianowicie opierają swoją zasadę działania na poruszaniu przez wiatr łopatek wirnika przekształcając energię kinetyczną w ruch obrotowy wału i dalej poprzez odpowiednie zjawiska fizyczne w generatorze, zamieniają je na energię elektryczną. Turbiny wiatrowe dzielimy na dwa typy:
- praca z poziomą osią obrotu HAWT,
- praca z pionową osią obrotu VAWT.
Turbiny wiatrowe HAWT (ang. Horizontal Axis Wind Turbine) wyposażone są w układ nazywany klasycznym, który składa się z wirnika o różnej liczbie łopat, osadzonego na wale głównym. Wał główny przekazuje napęd do przekładni zębatej, a ta do generatora. Cały zespół wału głównego, przekładnia oraz generator są ze sobą połączone, tworząc kompletny zespół napędowy umieszczony w gondoli na poduszkach wibroizolacyjnych. Gondola z kolei jest samonośną konstrukcją wsporczą dla zespołu napędowego i jest osadzona najczęściej na teflonowym łożysku wieńcowym umożliwiającym jej obrót wokół wieży przy pomocy elektronicznych serwomechanizmów. Wirnik może znajdować się po stronie nawietrznej (up-wind) lub zawietrznej (down-wind). Pierwsze rozwiązanie stosuje się przy większych konstrukcjach, gdzie zastosowano układ elektronicznego naprowadzania na kierunek wiatru bądź ster aerodynamiczny – wirnik pracuje przy równomiernym obciążeniu. Drugie rozwiązanie wykorzystuje się najczęściej w małych turbinach wiatrowych, których nie wyposażono w systemu naprowadzania na kierunek wiatru. Wadą tego rozwiązania są pola silnych turbulencji tuż za wieżą, co powoduje powstawanie zjawisk wpływających niekorzystnie na żywotność łopatek wirnika.
Turbiny wiatrowe VAWT (ang. Vertical Axis Wind Turbine) stanowią jedynie kilka procent wszystkich instalacji. Cechują się równą charakterystyką pracy, bez względu na zmiany kierunku wiatru, a także wyższym wskaźnikiem wykorzystania energii wiatru, w porównaniu do turbin o poziomej osi obrotu. Wyższa efektywność wynika ze skuteczniejszego wykorzystywania podmuchów wiatru z różnych (zmiennych) kierunków. Wynika to z faktu, że turbiny wiatrowe VAWT wykorzystują każdy podmuch wiatru do produkcji energii, podczas gdy modele HAWT potrzebują czasu, aby się obrócić i ustawić optymalnie do kierunku wiatru.
Podobnie jak fotowoltaika, elektrownia wiatrowa może być podłączona do sieci energetycznej (on-grid) lub nie (off-grid). Co więcej są świetnym uzupełnieniem jeżeli chodzi o naszą domową instalację OZE. Mówiąc ściślej chodzi tutaj o przydomowe turbiny wiatrowe. Dzięki swoim kompaktowym rozmiarom i prostemu montażowi, znajdziemy dla nich miejsce prawie zawsze. Zalety jakie dają nam turbiny wiatrowe to:
- dostęp do darmowego prądu,
- brak wpływu na środowisko,
- możliwość na uniezależnienie się energetyczne w miejscach, w których występują częste braki w dostawie prądu,
- możliwość sprzedaży nadwyżek,
- proces obsługi elektrowni wiatrowej jest dość prosty, czas montażu bardzo krótki, podobnie jak koszty eksploatacji i obsługi, które także są dość niskie,
- idealnie współpracuje z instalacją PV,
- stosunkowo małe gabaryty.
Dla domu jednorodzinnego optymalna moc turbiny wiatrowej to 3–5 kW. 10 kW to już moc wystarczająca do zasilenia gospodarstwa rolnego. W teorii przydomowe elektrownie wiatrowe mogą mieć moc nawet 50 kW, jednak trudno będzie zużyć całą ich moc.
Uzyski mogą być różne i zależą od konkretnych warunków wietrzności w danym miejscu.
Można przyjąć, że przy sprzyjających warunkach wyglądało by to następująco:
- 1kW – 2,3MWh
- 3kW – 8MWh
- 5kW – 15MWh
