Installation och underhåll av ett litet vindkraftssystem

Tillverkaren av ditt vindkraftverk, eller återförsäljaren där du köpte det, borde kunna hjälpa dig att installera ditt lilla vindkraftverk. Du kan installera systemet själv – men innan du påbörjar projektet, ställ dig själv följande frågor:

• Kan jag gjuta en ordentlig cementgrund?
• Har jag tillgång till en hiss eller ett sätt att resa tornet på ett säkert sätt?
• Vet jag skillnaden mellan växelströmsledningar (AC) och likströmsledningar (DC)?
• Kan jag tillräckligt om elektricitet för att koppla in min turbin på ett säkert sätt?
• Vet jag hur man hanterar och installerar batterier på ett säkert sätt?

Om du svarade nej på någon av ovanstående frågor bör du förmodligen välja att låta en systemintegratör eller installatör installera ditt system. Kontakta tillverkaren för hjälp, eller kontakta ditt lokala energikontor och energibolag för en lista över lokala systeminstallatörer. Du kan också kolla i Gula sidorna för tjänsteleverantörer av vindkraftssystem.

En trovärdig installatör kan erbjuda ytterligare tjänster, såsom tillståndsansökningar. Ta reda på om installatören är en licensierad elektriker och be om referenser och kontrollera dem. Du kan också vilja kontrollera med Better Business Bureau.

Med korrekt installation och underhåll bör ett litet vindkraftssystem hålla i upp till 20 år eller längre. Årligt underhåll kan innefatta:

• Kontroll och åtdragning av bultar och elektriska anslutningar vid behov
• Kontroll av maskiner för korrosion och kontroll av stagtrådarna för korrekt spänning
• Kontrollera och byt ut eventuellt sliten framkantstejp på turbinbladen, om så är lämpligt.
• Byte av turbinblad och/eller lager efter 10 år vid behov.

Om du inte har expertisen för att underhålla systemet kan din installatör tillhandahålla ett service- och underhållsprogram.

Din systemtillverkare eller återförsäljare kan också hjälpa dig att hitta den bästa platsen för ditt vindkraftssystem. Några allmänna överväganden inkluderar:

• Överväganden gällande vindresurser– Om du bor i komplex terräng, var noga med att välja installationsplats. Om du placerar ditt vindkraftverk på toppen av eller på den blåsiga sidan av en kulle, till exempel, kommer du att ha mer tillgång till rådande vindar än i en ravin eller på läsidan (skyddad) av en kulle på samma fastighet. Du kan ha varierande vindresurser inom samma fastighet. Förutom att mäta eller ta reda på de årliga vindhastigheterna behöver du veta om de rådande vindriktningarna på din plats. Förutom geologiska formationer måste du ta hänsyn till befintliga hinder, såsom träd, hus och skjul. Du måste också planera för framtida hinder, såsom nya byggnader eller träd som inte har nått sin fulla höjd. Din turbin måste placeras i vindriktningen om alla byggnader och träd, och den måste vara 30 fot över allt inom 300 fot.
• Systemöverväganden– Se till att lämna tillräckligt med utrymme för att höja och sänka tornet för underhåll. Om ditt torn är stagat måste du lämna utrymme för stagkablarna. Oavsett om systemet är fristående eller nätanslutet måste du också ta hänsyn till längden på kabeldragningen mellan turbinen och lasten (hus, batterier, vattenpumpar etc.). En betydande mängd elektricitet kan gå förlorad till följd av kabelmotståndet – ju längre kabeldragningen är, desto mer elektricitet går förlorad. Att använda mer eller större kabel kommer också att öka din installationskostnad. Dina kabelförluster är större när du har likström (DC) istället för växelström (AC). Om du har en lång kabeldragning är det lämpligt att invertera likström till växelström.

Små vindkraftverk som används i bostäder varierar vanligtvis i storlek från 400 watt till 20 kilowatt, beroende på hur mycket el du vill generera.

Ett typiskt hem använder cirka 10 932 kilowattimmar el per år (cirka 911 kilowattimmar per månad). Beroende på den genomsnittliga vindhastigheten i området skulle ett vindkraftverk med en effekt på 5–15 kilowatt krävas för att bidra avsevärt till denna efterfrågan. Ett vindkraftverk på 1,5 kilowatt kommer att tillgodose behoven hos ett hem som kräver 300 kilowattimmar per månad på en plats med en årlig genomsnittlig vindhastighet på 6,26 meter per sekund.

För att hjälpa dig att avgöra vilken storlek på vindkraftverk du behöver, upprätta först en energibudget. Eftersom energieffektivitet vanligtvis är billigare än energiproduktion, kommer det förmodligen att vara mer kostnadseffektivt att minska ditt hems elanvändning och minska storleken på det vindkraftverk du behöver.

Höjden på ett vindkraftverks torn påverkar också hur mycket el turbinen genererar. En tillverkare bör hjälpa dig att bestämma vilken tornhöjd du behöver.

En uppskattning av den årliga energiproduktionen från ett vindkraftverk (i kilowattimmar per år) är det bästa sättet att avgöra om det och tornet kommer att producera tillräckligt med el för att möta dina behov.

En tillverkare av vindkraftverk kan hjälpa dig att uppskatta den energiproduktion du kan förvänta dig. Tillverkaren kommer att använda en beräkning baserad på dessa faktorer:

• Specifik vindkraftskurva
• Genomsnittlig årlig vindhastighet på din plats
• Höjden på tornet som du planerar att använda
• Vindens frekvensfördelning – en uppskattning av antalet timmar som vinden blåser med varje hastighet under ett genomsnittligt år.

Tillverkaren bör också justera denna beräkning för höjden på din plats.

För att få en preliminär uppskattning av prestandan för en viss vindturbin kan du använda följande formel:

AEO= 0,01328 D²V³

Där:

• AEO = Årlig energiproduktion (kilowattimmar/år)
• D = Rotordiameter, fot
• V = Årlig genomsnittlig vindhastighet, miles per timme (mph), på din plats

Obs: skillnaden mellan effekt och energi är att effekt (kilowatt) är den hastighet med vilken el förbrukas, medan energi (kilowattimmar) är den förbrukade mängden.

Små vindkraftssystem kan anslutas till eldistributionssystemet. Dessa kallas nätanslutna system. Ett nätanslutet vindkraftverk kan minska din förbrukning av el från elbolaget för belysning, apparater och elvärme. Om turbinen inte kan leverera den mängd energi du behöver, täcker elbolaget skillnaden. När vindkraftsystemet producerar mer el än ditt hushåll behöver, skickas eller säljs överskottet till elbolaget.

Med den här typen av nätanslutning kommer din vindkraftverk endast att fungera när elnätet är tillgängligt. Vid strömavbrott måste vindkraftverket stängas av på grund av säkerhetsproblem.

Nätanslutna system kan vara praktiska om följande villkor föreligger:

• Du bor i ett område med en genomsnittlig årlig vindhastighet på minst 10 miles per timme (4,5 meter per sekund).
• El från elbolag är dyr i ditt område (cirka 10–15 cent per kilowattimme).
• Energibolagets krav för att ansluta ditt system till sitt elnät är inte oöverkomligt dyra.

Det finns goda incitament för försäljning av överskottsel eller för köp av vindkraftverk. Federala bestämmelser (specifikt Public Utility Regulatory Policies Act från 1978, eller PURPA) kräver att energibolag ansluter till och köper el från små vindkraftssystem. Du bör dock kontakta ditt energibolag innan du ansluter till dess distributionsledningar för att ta itu med eventuella problem gällande elkvalitet och säkerhet.

Ditt elbolag kan ge dig en lista över krav för att ansluta ditt system till elnätet. För mer information, senätanslutna energisystem för hemmet.

Vindkraft kan användas i system utanför elnätet, även kallade fristående system, som inte är anslutna till ett eldistributionssystem eller nät. I dessa tillämpningar kan små vindkraftsystem användas i kombination med andra komponenter – inklusive enlitet solcellssystem– att skapa hybridkraftsystem. Hybridkraftsystem kan ge pålitlig strömförsörjning utanför elnätet för hem, gårdar eller till och med hela samhällen (till exempel ett bostadsprojekt) som ligger långt från närmaste elledningar.

Ett hybridsystem utanför elnätet kan vara praktiskt för dig om punkterna nedan beskriver din situation:

• Du bor i ett område med en genomsnittlig årlig vindhastighet på minst 9 miles per timme (4,0 meter per sekund).
• En nätanslutning är inte tillgänglig eller kan bara göras genom en dyr förlängning. Kostnaden för att dra en kraftledning till en avlägsen plats för att ansluta till elnätet kan vara oöverkomlig och variera från 15 000 dollar till mer än 50 000 dollar per mil, beroende på terräng.
• Du vill bli energioberoende från elbolaget.
• Du vill generera ren energi.

För mer information, se drift av ditt system utanför elnätet.