Jak zbudować farmę energii wiatrowej

Wiatr jest jednym z najbardziej zrównoważonych zasobów naturalnych na Ziemi, jeśli chodzi o wytwarzanie energii elektrycznej. Aby to wykorzystać, wszystko, co musisz zrobić, to zbudować turbinę energii wiatrowej, która przekształca ruch powietrza w energię kinetyczną. Aby to zrobić na dużą skalę, będziesz potrzebować kolekcji farm wiatrowych-specjalnie zaprojektowanych turbin wiatrowych umieszczonych na krajobrazie lub oceanie, gdzie wiatry są stabilne i silne. Turbiny wiatrowe mają wiele ostrzy, które są wysoko na wieżach, które obracają się na wietrze i zbiór mocy.

Eksperci branżowi twierdzą, że Stany Zjednoczone mają wystarczające zasoby wiatru, aby skutecznie podwoić swoją obecną zdolność do wytwarzania wiatru, i to wiąże się z mnóstwem korzyści środowiskowych. W samej Ameryce energia wiatru zapobiega uwolnieniu się około 62 milionów ton gazów cieplarnianych i konserwuje 20 miliardów galonów wody rocznie.

Potencjalne przeszkody w budowaniu farm wiatrowych obejmują publiczne kontrowersje dotyczące umieszczania turbin wiatrowych, zezwolenie na wyzwania, obawy finansowe i problemy techniczne, takie jak potrzeba przesyłania energii do sieci elektrycznej, która obsługuje klientów. Jeśli jednak chcesz zbudować własną farmę wiatrową, nie jest to zbyt trudne do zrobienia.

Pierwsze kroki: planowanie swojej farmy wiatrowej

Budowanie farmy wiatrowej to duży projekt, który wymaga od zespołów specjalistów do radzenia sobie z wieloma aspektami projektu z koncepcji i planowania wdrożenia. Planowanie jest szczególnie kluczowe dla tego rodzaju generatora energii. Właściwą lokalizację należy ocenić pod kątem ryzyka dla dzikiej przyrody, zezwolenia należy uzyskać, a same turbiny muszą zostać przetestowane.

Najpierw wybierz lokalizację, która ma wystarczającą ilość zasobów wiatru. Według American Wind Energy Association najlepsze miejsca dla komercyjnych farm wiatrowych mają prędkość wiatru 13 mil na godzinę (6 metrów na sekundę). Chociaż może się to wydawać, im więcej wiatru, tym lepiej, zbyt dużo wiatru może odcedzić sprzęt i sprawić, że projekt jest droższy.

Specjalne mapy prędkości wiatru mogą pomóc zidentyfikować region o odpowiednich zasobach wiatru. Na przykład U.S. Departament Energii oferuje poręczną mapę wiatru. Możesz także samodzielnie wykonać pomiary energii wiatrowej za pomocą narzędzia zwanego anemometrem, na stronie, którą rozważasz. Niektóre stany oferują nawet programy pożyczek anemometru. Twój inżynier może korzystać z specjalistycznych usług i oprogramowania do optymalizacji lokalizacji, takich jak Windnavigator i GH Windfarmer, które analizują topografię, warunki pogodowe i aerodynamika.

Ponadto musisz rozważyć szczególne obawy dotyczące lokalizacji docelowej, takich jak dostęp do drogi, potencjalne wpływy hałasu, migoczące cienie z ostrzy i problemy kulturowe.

Ocena ryzyka dzikiej przyrody

Spinning Blades na turbinach wiatrowych mogą zabić zagrożone ptaki, nietoperze, drapieżniki i ptactwo wodne, więc najlepiej ustawić turbiny z dala od ruchliwych korytarzy dzikiej przyrody i corocznych ścieżek migracyjnych. U.S. Wytyczne dotyczące turbiny wiatrowej ryb i dzikiej przyrody Komitet Doradczy zaleca wielopoziomowe podejście, które obejmuje wstępną ocenę, charakterystykę miejsca oraz badania terenowe w celu przewidywania i oceny gatunków i siedlisk skrzywdzonych przez farmę wiatrową.

Jako deweloper witryny będziesz musiał ściśle współpracować z odpowiednią agencją rządową (lub zezwalającą na władzę) w celu zmniejszenia i złagodzenia zgonów zwierząt z powodu farmy wiatrowej. W niektórych przypadkach możesz mieć możliwość budowania farmy wiatrowej na wrażliwych obszarach, jeśli zmienisz jej działanie na bardziej przyjazne dla dzikiej przyrody. Na przykład możesz być zobowiązany do tymczasowego zatrzymania turbin podczas sezonów migracyjnych lub w okresach niskiego wiatru, gdy nietoperze są najbardziej aktywne, a wydajność mocy jest minimalna.

Koszty i finansowanie farmy wiatrowej

Zastanów się, ile energii chcesz wyprodukować-lub ile witryny może wyprodukować i ile pieniędzy możesz wydać. Kupowanie samych turbin wiatrowych może przywrócić ci średnio 1 USD.37 milionów na megawat pojemności.

Zasadniczo tańsze, aby narzędzia rozwijały obiekty energii wiatrowej niż dla prywatnych inwestorów, ponieważ narzędzia mogą wykorzystać korzystne struktury finansowania, które obniżają koszty o około 30%, czyli około 1.4 centów za kilowatogodzinę, zgodnie z raportem finansowanym przez U.S. Departament Energii.

Rządowe programy bodźców również ułatwiają rozwój farmy wiatrowej. Ulga podatkowa (PTC) zapewnia teraz 2.Ulga podatkowa na 3 cent na kilowatogodzinę w pierwszej dekadzie operacji.

Aby wyrównać koszt finansowania projektu wiatru, podłącz konkretne dane do interaktywnych narzędzi bites (budynki, przemysł, transport i energia elektryczna) dostarczone przez National Laboratory Energy Energy Laboratory. Możesz także przeglądać bazę danych stanowych i federalnych zachęt do energii odnawialnej.

Upewnij się, że Twoja farma spełnia wymagania prawne

Producenci energii elektrycznej podlegają przepisom federalnym, takim jak Ustawa o polityce regulacyjnej ds. Użyteczności publicznej z 1978 r. (PurpA), ustawa o polityce energetycznej z 2005 r. (EPACT 2005) oraz ustawa o niezależności i bezpieczeństwa energetycznej z 2007 r. (EISA 2007). Poszczególne państwa mają również różne interpretacje tego, jak obowiązują te przepisy federalne, i mają różne mandaty do promowania energii odnawialnej poprzez ustawodawstwo dotyczące standardów portfela odnawialnego (RPS).

Prawnik lub konsultant specjalizujący się w rozwoju energii odnawialnej może pomóc w poruszaniu się po przepisach dotyczących proponowanego projektu. Ci ludzie mogą również pomóc w uzyskaniu różnych pozwoleń na budowę i środowiskowe, których będziesz potrzebować od agencji rządowych.

Jeśli Twoja farma wiatrowa będzie siedziała na nieruchomości rządowej lub ma partnera agencji federalnej, zezwolenie może być uzależnione od formalnego procesu oceny wpływu na środowisko. Na przykład farmę wiatrową umieszczoną na nieruchomości zarządzanej przez U.S. Biuro zarządzania gruntami podlega niektórych wytycznych, które mają ochronić gatunki chronione federalnie i inne zasoby naturalne.

Zidentyfikuj konstrukcję sprzętu i farm wiatrowych

Nowoczesne turbiny wiatrowe są bardziej eleganckie i większe niż staromodne wiatraki, z ogromnymi ostrzami i wieżami tak wysokimi jak wieżowce. Dokładne umieszczenie tych turbin na farmie wiatrowej wpływa na jego ogólną produkcję energii.

Zasadniczo im większa turbina wiatrowa, tym większa jej pojemność. Najczęściej instalowana turbina wiatrowa ma ocenę pojemności 1.5 megawatów i może zasilać do 500 domów, ale nowsze modele działają jeszcze większe. Witryny General Electric wymienia rozmiary do 3.4 megawaty do użytku na lądzie i do sześciu megawatów do użytku na morzu. Inni wiodący producenci turbin wiatrowych to Vestas, Goldwind, Enercon, Siemens, Sulzon, Gamesa, United Power, Ming Yang i Nordex.

Duże i ciężkie turbiny wiatrowe wymagają większych fundamentów i kosztują więcej instalacji. Turbiny wiatrowe na morzu muszą być zaprojektowane do warunków oceanicznych. Turbiny wiatrowe rzadko działają z pełną pojemnością, ponieważ ich wytwarzanie energii jest zależne od pogody.

Oprócz turbin wiatrowych farma wiatrowa wymaga systemu zbierania energii elektrycznej, transformatorów, sieci komunikacji i podstacji. Co więcej, do monitorowania wydajności wykorzystywany jest system kontroli nadzorczej i akwizycji danych (SCADA). Inżynier może zalecić odpowiedni sprzęt i stację turbinową w oparciu o witrynę, finanse i cele energetyczne.

Bezpieczna pojemność transmisji

Jeśli planujesz farmę wiatrową na skalę komercyjną, potrzebujesz sposobu na dostarczenie energii dla klientów hurtowych lub detalicznych. Zazwyczaj wymaga to linii przesyłowych łączących wyjściową farmę wiatrową z siecią transmisji energii elektrycznej-siatka energii w twoim regionie. Komercyjne farmy wiatrowe w odległych lokalizacjach mogą być trudne do zabezpieczenia pojemności transmisji i wzajemnych połączeń z siecią.

Alternatywnie, mniejsze farmy wiatrowe mogą być wykorzystywane jako dedykowane źródło energii elektrycznej dla społeczności lub firmy. W takich przypadkach farma wiatrowa może nie wymagać linku do zwykłej sieci elektrycznej. Jednak aby sprzedać nadwyżkę energii, nadal potrzebujesz sposobu na dostarczenie tej zasilania do użyteczności elektrycznej.

Aby uzyskać więcej informacji, skontaktuj się z National Renewable Energy Laboratory (NREL), który współpracuje z deweloperami wiatrowymi w celu zabezpieczenia pojemności transmisji i wzajemnych połączeń. Grupa integracji wiatru użyteczności zapewnia również zasoby do łączenia farmy wiatrowej z systemem elektrycznym.

Zainstaluj, testuj i uruchom sprzęt

Budowa farmy wiatrowej można zakończyć w ciągu kilku miesięcy. Jednak najpierw będziesz musiał zbudować drogi na terenie w celu ciągnięcia turbin wiatrowych i innych urządzeń.

Dla każdej turbiny wiatrowej musisz wykopać otwór i wypełnić ją wzmocnionym betonem, aby służyć jako fundament stabilizujący. Proces ten jest bardziej wymagający w skalistych warunkach lub na morskich farmach wiatrowych. Po przygotowaniu fundamentu będziesz musiał wznieść turbiny ze specjalistycznymi wciągnikami.

Następnie wprowadzisz okablowanie elektryczne i systemy i przeprowadzisz testy, aby upewnić się, że wszystkie elementy działają prawidłowo. Często trwa sześć miesięcy, zanim załamanie zostaną wyprane, a farma wiatrowa osiąga pełne zdolności produkcyjne komercyjne.

Każda turbina wiatrowa wymaga około tygodniowej rutynowej konserwacji rocznie. American Wind Energy Association twierdzi, że jeden technik wiatrowy obsługa co 10 megawatów zainstalowanej pojemności wytwarzającej.