Kai vėjo ištekliai pakankami, tenka apsispręsti, kaip geriausia panaudoti energiją.
Vėjo energijos įrenginiai kaime galėtų būti naudojami įvairiai. Pagaminama elektros energija gali būti atiduodama į tinklą ar gaminama autonominiu režimu – sunaudojama sodybos energijos poreikiams tenkinti. Taip pat jie gali būti skirti elektros akumuliatoriams įkrauti ar vandeniui iš vandens šaltinių pakelti, vandens telkiniams aeruoti.
Jungtis į tinklą nėra paprasta
Vėjo elektrinės pagamintą elektros energiją atiduoti į tinklą atrodytų paprasčiausia. Ji superkama po 30 ct už kilovatvalandę.
Tačiau į bendrą elektros tinklą jungiamos tik specialiai tam pritaikytos vėjo elektrinės. Būtina laikytis vėjo elektrinių prijungimo prie Lietuvos energetikos sistemos taisyklių (Valstybės žinios, 2004, Nr. 57- 2007). Jos galioja vėjo elektrinėms ir vėjo elektrinių parkams, jungiamiems prie Lietuvos elektros sistemos perdavimo tinklo tiesiogiai arba 35–10 kV skirstomųjų tinklų linijomis. Planuojant prijungti vėjo elektrinę prie esančio elektros perdavimo ar skirstomojo tinklo, reikalingas projektas su prijungimo schema bei planu, kuriame pateikiamas prijungimo linijų ilgis, elektrinės schema ir kiti reikalingi skaičiai. Prie elektros tinklo jungiama vėjo elektrinė turi būti išbandyta ir turėti Europos Sąjungoje galiojantį atestavimo dokumentą – sertifi katą. Vėjo elektrinių atestavimo reikalavimai pateikiami Lietuvos standarte LST EN 61400-22 /Vėjo turbinų generatorių sistemos. 22 dalis. Vėjo turbinų atestacija (IEC 61400- 22)/. Turi būti numatyta galimybė vėjo elektrinę prijungti prie tinklo operatoriaus dispečerinio valdymo sistemos ir atjungti nuo jos.
Energija savo ūkio poreikiams
Kai vėjo elektrinė nejungiama prie elektros tinklų, yra skirta ūkio energijos poreikiams tenkinti, elektros energijai nekeliami griežti reikalavimai, ypač jeigu ji naudojama šildymui. Vidutinio iki 80 ha dydžio valstiečio ūkio metinės elektros energijos sąnaudos gyvulininkystei, stacionariems laukininkystės darbams, buityje ir kt., tenkančios 1 ha ūkio plotui, siekia apie 290–1120 kWh/ha. Be to, gyvenamajam namui šildyti ir karštam vandeniui ruošti reikia dar apie 190 kWh/m2.
Žinant sodybos metines energijos sąnaudas, apskaičiuojamas reikalingas vėjo elektrinės galingumas. Pavyzdžiui, 25 ha ūkio metinius elektros energijos poreikius (apie 31 250 kWh) vietovėje, kur vidutinis vėjo greitis – 4 m/s, galėtų patenkinti 15 kW galios vėjo elektrinė. Tik verta atminti, kad vėjo elektrinė dėl vėjo nepastovumo negali būti pagrindinis ūkio elektros energijos šaltinis.
Patikimesnė – hibridinė šildymo sistema
Pasigaminus ar įsigijus nedidelę vėjo elektrinę, paprasčiausia ją naudoti šildymo reikmėms.
Patikimesnė būtų hibridinė šildymo sistema, kai, be vėjo elektrinės, vandeniui šildyti kartu naudojami ir saulės kolektoriai. Taip geriau išnaudojami skirtingų tipų elektrinių privalumai. Pavyzdžiui, vėjo elektrinė daugiau energijos pagamins šaltuoju metų laiku, kai didesnis vėjo greitis, o saulės – vasarą, kai daugiau saulėtų dienų.
Brėžinyje pateikta schema, kaip galima tokią hibridinę vėjo ir saulės sistemą panaudoti šilumai gaminti, kai vėjo elektrinės generatoriaus gaminama elektros energija šildo akumuliatoriaus rezervuare esantį vandenį. Taip veikiančiai vėjo elektrinei reikalingas apkrovos reguliatorius. Sumažėjus vėjo greičiui, kartu ir elektrinės galiai, šis reguliatorius atjungia dalį kaitinimo elementų ar visai juos išjungia (dėl to nesustabdomas vėjaratis), o vėjo greičiui didėjant – vėl padidina apkrovą. Tame pačiame rezervuare įrengiamas ir šilumokaitis, kuris taip pat šildo akumuliatoriaus rezervuare esantį vandenį, naudodamas iš saulės kolektoriaus gaunamą šilumą.
Rezervinis energijos šaltinis
Naudojant vėjo elektrinę kaip rezervinį nedidelės galios energijos šaltinį, jos gaminama energija galima įkrauti akumuliatorių baterijas. Akumuliatorių nuolatinė srovė, panaudojus inverterį, paverčiama standartinių parametrų kintamąja elektros srove. Bendrovės, gaminančios nedideles vėjo elektrines, paprastai gali pateikti visą komplektą tam reikalingų įrenginių. Šiuo atveju verta naudoti hibridines vėjo ir saulės sistemas su fotoelektriniu moduliu.
Sodybos, suvartojančios apie 7,5 kWh elektros energijos per dieną, kai vidutinis metinis vėjo greitis yra 4 m/s, tokia hibridinė sistema galėtų susidėti iš 2,5 kW galios vėjo elektrinės (vėjaračio darbinis plotas apie 20 m2) ir 0,8 kW galios fotoelektrinio modulio (apie 8 m2 ploto).
Vėjo energiją ketinant nukreipti vandens pakėlimo siurblio pavarai, pravartu naudoti vėjo elektrinę su daugiamenčiais lėtaeigiais vėjaračiais, ypač jeigu vietovė nevėjuota.
Vertikalia ar horizontalia ašimi
Pastaruoju metu populiarios vertikalios ašies vėjo elektrinės. Jų paprastesnė menčių konstrukcija, nereikia mechanizmo, orientuojančio pagal vėjo kryptį, tad ir gamyba galėtų būti pigesnė.
Tačiau vertikaliosios ašies elektrinių vėjaračiai geriausiu atveju panaudoja tik 30 proc. pro juos pratekančio oro srauto energijos, o naujausių įprastos konstrukcijos horizontalios ašies vėjo elektrinių vėjaračių rodiklis jau siekia iki 50 proc. Tad tokios pat galios vertikalios ašies vėjo elektrinė bus didesnių matmenų įrenginys negu horizontalios ašies.
