Turbina wiatrowa na dom: policz, zanim kupisz

Zimą panel słoneczny daje kilka razy mniej niż latem, a wiatr wieje wtedy mocniej. Wniosek „to wezmę wiatrak” jest logiczny — i w większości polskich lokalizacji błędny. Poniżej liczymy, ile turbina da u ciebie, a nie ile ma na tabliczce.

Gdzie stoi

Rejon Polski Wybrzeże, Suwalszczyzna — najlepsze rejony (~5 m/s) Pas centralny, Mazowsze, Wielkopolska (~3,5 m/s) Reszta kraju, doliny i pogórze (~2,8 m/s)

Otoczenie masztu Otwarte pole, brak przeszkód Pola z pojedynczymi drzewami Wieś, luźna zabudowa Przedmieścia, domy i drzewa Miasto, zwarta zabudowa

Instalacja

Wysokość osi wirnika, m

Średnica wirnika, m

Skąd te liczby

Moc strumienia powietrza liczymy ze wzoru P = ½ · ρ · A · v³, gdzie ρ to gęstość powietrza (1,225 kg/m³, atmosfera wzorcowa ISA), A — powierzchnia zataczana przez wirnik, v — prędkość wiatru.

Nie podstawiamy średniej prędkości do wzoru — z powodu trzeciej potęgi dałoby to wynik zaniżony. Całkujemy po rozkładzie Weibulla (k = 2), uwzględniając prędkość startową, moc znamionową i wyłączenie przy wichurze.

Prędkość z atlasu dotyczy wysokości 10 m w terenie otwartym. Na twój maszt i twoje otoczenie przeliczamy ją profilem logarytmicznym z klasami szorstkości według metodyki Europejskiego Atlasu Wiatru. Wartość dla konkretnego adresu sprawdzisz w Global Wind Atlas .

Czego ten kalkulator nie uwzględnia

Wynik jest górnym oszacowaniem. Nie liczymy turbulencji za budynkami i drzewami — a to ona zjada resztę i niszczy łożyska. Nie liczymy oblodzenia łopat ani przestojów na serwis. Prawdziwa produkcja będzie niższa od pokazanej, nigdy wyższa.

Nie doradzamy też w sprawach formalnych: maszt bywa obiektem budowlanym, a w zabudowie dochodzi hałas i drgania przenoszone na konstrukcję. To pytania do gminy i do projektanta, nie do kalkulatora.

Wiatr w sieci: dobra wiadomość, ale nie dla twojej piwnicy

Wszystko powyżej dotyczy turbiny przy domu. W skali kraju wiatr faktycznie zachowuje się odwrotnie niż fotowoltaika. Według analizy polskiej energetyki wiatrowej opublikowanej w „Energies” (2023) średni miesięczny współczynnik wykorzystania mocy wiatru na lądzie waha się od 0,14 w sierpniu do 0,48 w lutym — ponad trzykrotnie. Panel w tym samym czasie idzie w drugą stronę.

I tu jest rzecz, której nie widać z wykresu miesięcznego. Czterdziestoletnia analiza danych ERA5 dla Polski (Jurasz i in., „Energies” 2021) pokazuje, że ta komplementarność istnieje głównie w skali sezonowej i jest niemal zerowa w skali dobowej i godzinowej. Prawdopodobieństwo jednodniowej „suszy zasobowej” wynosi 11,5% dla słońca, 21,3% dla wiatru — a dla obu naraz wciąż 6,2%. Czyli mniej więcej co szesnasty dzień w roku nie ma ani jednego, ani drugiego.

Dla systemu energetycznego różnica między 21% a 6% jest ogromna. Dla ciebie, gdy w twoim bloku nie ma prądu dziś wieczorem, różnicy nie ma żadnej.

Zresztą prąd nie znika u nas dlatego, że brakuje elektrowni

To najczęstsze nieporozumienie w tej dyskusji. Prezes URE w raporcie krajowym za 2024 r. wskazuje jako najczęstszą przyczynę awarii u większości spółek dystrybucyjnych warunki atmosferyczne: burze, ulewy, opady śniegu i wichury, w wyniku których przewracające się drzewa zrywają przewody i łamią słupy.

Jedyny w nowszej historii przypadek ograniczeń po stronie wytwarzania — stopnie zasilania w sierpniu 2015 r. — objął wyłącznie odbiorców przemysłowych o mocy umownej powyżej 300 kW. Gospodarstw domowych, szpitali i szkół nie dotknął w ogóle.

Innymi słowy: wiatr i słońce w sieci rozwiązują problem, którego przeciętny dom i tak nie ma. Twój problem to przewód leżący pod drzewem — a na to nie pomoże żadna turbina, tylko to, co masz naładowane, zanim zgaśnie: ile mocy potrzebujesz, ile realnie daje panel i na ile godzin starczy tego, co już masz.

Co daje więcej za tę samą złotówkę

Skoro turbina w typowej lokalizacji przegrywa z jednym panelem, pytanie brzmi nie „wiatrak czy panel”, tylko ile watogodzin kupujesz za złotówkę. Poniżej pozycje z naszego katalogu uszeregowane właśnie tak — od najtańszej jednostki, nie od najwyższej prowizji.

Niektóre linki na tej stronie są linkami partnerskimi. Jeśli kupisz przez nie produkt, otrzymamy prowizję od sprzedawcy — cena dla ciebie się nie zmienia. Kolejność produktów nie zależy od wysokości prowizji; zasady opisujemy w Metodyce.

Źródła

• Wzór na moc strumienia i granica Betza — podstawy aerodynamiki turbin. Gęstość powietrza 1,225 kg/m³: atmosfera wzorcowa ISA (ISO 2533).
• Profil logarytmiczny i klasy szorstkości — metodyka Europejskiego Atlasu Wiatru (Troen, Petersen, Risø).
• Prędkości wiatru dla rejonów Polski: wartości orientacyjne na 10 m w terenie otwartym. Dla konkretnego adresu — Global Wind Atlas (DTU / Bank Światowy).
• Sezonowość wiatru w Polsce: Robak, Raczkowski, Piekarz, „Energies” 16(19):6805 (2023).
• Komplementarność wiatru i słońca oraz „susze zasobowe”: Jurasz, Mikulik, Dąbek, Guezgouz, Kaźmierczak, „Energies” 14(4):1118 (2021).
• Przyczyny awarii sieci: Raport Krajowy Prezesa URE (dane za 2024 r.).
• Sierpień 2015: komunikaty PSE o wprowadzeniu stopni zasilania i zakres ograniczeń (odbiorcy powyżej 300 kW).

Współczynniki wykorzystania mocy i wyniki dotyczące komplementarności podajemy za abstraktami wymienionych publikacji. Nie mamy oficjalnej statystyki mówiącej, jaki procent minut bez prądu w Polsce powodują wichury — dlatego takiej liczby tu nie ma.