Het installeren en onderhouden van een klein windelektrisch systeem

De fabrikant van uw windsysteem, of de dealer waar u het hebt gekocht, zou u moeten kunnen helpen bij de installatie van uw kleine windenergiesysteem. U kunt het systeem zelf installeren, maar stel uzelf de volgende vragen voordat u aan de slag gaat:

• Kan ik een goede cementfundering storten?
• Beschik ik over een lift of een manier om de toren veilig op te bouwen?
• Weet ik het verschil tussen wisselstroom (AC) en gelijkstroom (DC)?
• Weet ik voldoende over elektriciteit om mijn turbine veilig aan te sluiten?
• Weet ik hoe ik veilig met batterijen moet omgaan en ze moet installeren?

Als u een van de bovenstaande vragen met 'nee' hebt beantwoord, kunt u uw systeem het beste laten installeren door een systeemintegrator of installateur. Neem contact op met de fabrikant voor hulp, of neem contact op met uw lokale energiebedrijf en het lokale nutsbedrijf voor een lijst met lokale installateurs. U kunt ook de Gouden Gids raadplegen voor leveranciers van windenergiesystemen.

Een betrouwbare installateur kan aanvullende diensten aanbieden, zoals vergunningen. Controleer of de installateur een erkend elektricien is en vraag om referenties. U kunt ook contact opnemen met het Better Business Bureau.

Met de juiste installatie en onderhoud gaat een klein windenergiesysteem tot wel 20 jaar of langer mee. Jaarlijks onderhoud kan het volgende omvatten:

• Controleren en indien nodig aandraaien van bouten en elektrische verbindingen
• Controle van machines op corrosie en van de spandraden op de juiste spanning
• Controleren op en vervangen van versleten voorrandtape op de turbinebladen, indien van toepassing
• Indien nodig, vervangen van de turbinebladen en/of lagers na 10 jaar.

Als u niet over de expertise beschikt om het systeem te onderhouden, kan uw installateur een service- en onderhoudsprogramma aanbieden.

Uw systeemfabrikant of -dealer kan u ook helpen bij het vinden van de beste locatie voor uw windsysteem. Enkele algemene overwegingen zijn:

• Overwegingen met betrekking tot windbronnen– Als u in complex terrein woont, kies dan zorgvuldig de installatielocatie. Als u uw windturbine bijvoorbeeld op de top van een heuvel of aan de windzijde plaatst, heeft u meer toegang tot de heersende wind dan in een geul of aan de lijzijde (beschutte) zijde van een heuvel op hetzelfde perceel. Er kunnen verschillende windbronnen op hetzelfde perceel zijn. Naast het meten of achterhalen van de jaarlijkse windsnelheden, moet u ook de heersende windrichtingen op uw locatie kennen. Naast geologische formaties moet u rekening houden met bestaande obstakels, zoals bomen, huizen en schuren. U moet ook rekening houden met toekomstige obstakels, zoals nieuwe gebouwen of bomen die nog niet hun volledige hoogte hebben bereikt. Uw turbine moet bovenwinds van gebouwen en bomen worden geplaatst en moet 9 meter boven alles binnen een straal van 90 meter (300 voet) worden geplaatst.
• SysteemoverwegingenZorg ervoor dat er voldoende ruimte is om de toren te verhogen en te verlagen voor onderhoud. Als uw toren is afgetimmerd, moet u ruimte vrijhouden voor de afspandraden. Of het systeem nu stand-alone is of netgekoppeld, u moet ook rekening houden met de lengte van de kabel tussen de turbine en de belasting (huis, accu's, waterpompen, enz.). Door de kabelweerstand kan er aanzienlijk elektriciteit verloren gaan. Hoe langer de kabel, hoe meer elektriciteit er verloren gaat. Het gebruik van meer of dikkere kabel verhoogt ook uw installatiekosten. De kabelverliezen zijn groter bij gelijkstroom (DC) in plaats van wisselstroom (AC). Als u een lange kabellengte hebt, is het raadzaam om DC om te zetten naar AC.

Kleine windturbines die voor residentiële toepassingen worden gebruikt, variëren doorgaans in vermogen van 400 watt tot 20 kilowatt, afhankelijk van de hoeveelheid elektriciteit die u wilt opwekken.

Een gemiddeld huishouden verbruikt ongeveer 10.932 kilowattuur elektriciteit per jaar (ongeveer 911 kilowattuur per maand). Afhankelijk van de gemiddelde windsnelheid in het gebied is een windturbine met een vermogen van 5 tot 15 kilowatt nodig om een ​​significante bijdrage aan deze vraag te leveren. Een windturbine van 1,5 kilowatt voldoet aan de behoeften van een huishouden met een stroomverbruik van 300 kilowattuur per maand op een locatie met een gemiddelde jaarlijkse windsnelheid van 22 kilometer per uur (6,26 meter per seconde).

Om te bepalen welke grootte turbine u nodig heeft, stelt u eerst een energiebudget op. Omdat energie-efficiëntie meestal goedkoper is dan energieproductie, is het verlagen van uw elektriciteitsverbruik waarschijnlijk kosteneffectiever en vermindert u de benodigde grootte van de windturbine.

De hoogte van de toren van een windturbine is ook van invloed op de hoeveelheid elektriciteit die de turbine opwekt. Een fabrikant kan u helpen bij het bepalen van de benodigde torenhoogte.

De beste manier om te bepalen of een windturbine en de toren samen genoeg elektriciteit opwekken om in uw behoeften te voorzien, is door een schatting te maken van de jaarlijkse energieopbrengst van een windturbine (in kilowattuur per jaar).

Een fabrikant van windturbines kan u helpen bij het inschatten van de verwachte energieopbrengst. De fabrikant gebruikt een berekening op basis van de volgende factoren:

• Specifieke windturbinevermogenscurve
• Gemiddelde jaarlijkse windsnelheid op uw locatie
• Hoogte van de toren die u van plan bent te gebruiken
• Frequentieverdeling van de wind – een schatting van het aantal uren dat de wind met elke snelheid zal waaien gedurende een gemiddeld jaar.

De fabrikant moet deze berekening ook aanpassen aan de hoogte van uw locatie.

Om een ​​voorlopige schatting te maken van de prestaties van een specifieke windturbine, kunt u de volgende formule gebruiken:

AEO = 0,01328 D²V³

Waar:

• AEO = Jaarlijkse energieproductie (kilowattuur/jaar)
• D = Rotordiameter, voet
• V = Jaarlijkse gemiddelde windsnelheid, mijl per uur (mph), op uw locatie

Let op: het verschil tussen vermogen en energie is dat vermogen (kilowatt) de snelheid aangeeft waarmee elektriciteit wordt verbruikt, terwijl energie (kilowattuur) de verbruikte hoeveelheid is.

Kleine windenergiesystemen kunnen worden aangesloten op het elektriciteitsnet. Dit worden netgekoppelde systemen genoemd. Een netgekoppelde windturbine kan uw verbruik van door het nutsbedrijf geleverde elektriciteit voor verlichting, apparaten en elektrische verwarming verminderen. Als de turbine niet de benodigde hoeveelheid energie kan leveren, compenseert het nutsbedrijf het verschil. Wanneer het windsysteem meer elektriciteit produceert dan uw huishouden nodig heeft, wordt het overschot aan het nutsbedrijf geleverd of verkocht.

Met dit type netaansluiting werkt uw windturbine alleen wanneer het openbare net beschikbaar is. Bij stroomuitval moet de windturbine om veiligheidsredenen worden uitgeschakeld.

Netgekoppelde systemen kunnen praktisch zijn als aan de volgende voorwaarden wordt voldaan:

• U woont in een gebied met een gemiddelde jaarlijkse windsnelheid van minimaal 10 mijl per uur (4,5 meter per seconde).
• Elektriciteit van nutsbedrijven is duur in uw regio (ongeveer 10–15 cent per kilowattuur).
• De kosten die het nutsbedrijf stelt om uw systeem op het net aan te sluiten, zijn niet onbetaalbaar.

Er zijn goede prikkels voor de verkoop van overtollige elektriciteit of voor de aankoop van windturbines. Federale regelgeving (met name de Public Utility Regulatory Policies Act van 1978, of PURPA) vereist dat nutsbedrijven zich aansluiten op en stroom afnemen van kleine windenergiesystemen. Neem echter contact op met uw nutsbedrijf voordat u zich aansluit op de distributieleidingen om eventuele zorgen over de stroomkwaliteit en -veiligheid te bespreken.

Uw energiebedrijf kan u een lijst met vereisten verstrekken voor het aansluiten van uw systeem op het net. Zie voor meer informatieop het elektriciteitsnet aangesloten thuisenergiesystemen.

Windenergie kan worden gebruikt in off-grid systemen, ook wel stand-alone systemen genoemd, die niet zijn aangesloten op een elektriciteitsdistributiesysteem of net. In deze toepassingen kunnen kleine windenergiesystemen worden gebruikt in combinatie met andere componenten, waaronder eenklein zonne-elektrisch systeem– om hybride energiesystemen te creëren. Hybride energiesystemen kunnen betrouwbare off-grid stroom leveren aan huizen, boerderijen of zelfs hele gemeenschappen (bijvoorbeeld een co-housingproject) die ver van de dichtstbijzijnde nutsleidingen liggen.

Een off-grid hybride elektrisch systeem kan voor u praktisch zijn als de onderstaande punten uw situatie beschrijven:

• U woont in een gebied met een gemiddelde jaarlijkse windsnelheid van minimaal 9 mijl per uur (4,0 meter per seconde).
• Een netaansluiting is niet beschikbaar of kan alleen via een dure verlenging worden gerealiseerd. De kosten voor het aanleggen van een elektriciteitsleiding naar een afgelegen locatie om verbinding te maken met het elektriciteitsnet kunnen onbetaalbaar zijn, variërend van $ 15.000 tot meer dan $ 50.000 per mijl, afhankelijk van het terrein.
• U wilt energieonafhankelijk worden van het nutsbedrijf.
• U wilt graag schone energie opwekken.

Zie Uw systeem off-grid laten werken voor meer informatie.