Vetra je eden od najbolj trajnostnih naravnih virov na svetu, ko gre za ustvarjanje električne energije. Vse, kar morate storiti, da ga izkoristite, je zgraditi vetrno turbino, ki pretvarja gibanje zraka v kinetično energijo.
Zajemanje vetra v velikem obsegu pa zahteva vetrno elektrarno - zbirko posebej izdelanih vetrnih turbin, nameščenih čez pokrajino ali ocean, kjer so vetrovi stabilni in močni.
Vetrne turbine imajo več rezil, ki so postavljene visoko na stolpe, ki se vrtijo v vetru in pridelujejo moč.
Industrijski strokovnjaki pravijo, da imajo Združene države dovolj vetrnih virov, da učinkovito podvojijo svojo sedanjo proizvodno zmogljivost vetra in da to prihaja s številnimi okoljskimi koristmi. Samo v Ameriki moč vetra preprečuje sproščanje približno 62 milijonov ton toplogrednih plinov in ohranja 20 milijard litrov vode letno.
Morebitne ovire za izgradnjo vetrnih elektrarn vključujejo javne spore glede namestitve vetrnih turbin, omogočajo izzive, finančna vprašanja in tehnična vprašanja, kot je potreba po infrastrukturi za prenos električne energije na električno omrežje, ki služi strankam. Vendar, če želite zgraditi svojo vetrno elektrarno, dejansko ni preveč težko narediti.
Začetek: načrtovanje vaše vetrne elektrarne
Gradnja vetrne elektrarne je velik projekt, ki od skupin strokovnjakov zahteva, da obravnavajo številne vidike projekta, od zasnove do načrtovanja do izvedbe.
Od izbiranja primerne lokacije in ocenjevanja nevarnosti za pridobivanje ustreznih dovoljenj ter samega izvajanja in preizkušanja samih turbine je veliko načrtovanja za gradnjo tega posebnega tipa generatorja energije.
Najprej izberite mesto, ki ima dovolj vetrnih virov.
Najboljša mesta za komercialne vetrne elektrarne imajo hitrosti vetra 13 milj na uro (6 metrov / sekundo) ali več, v skladu z ameriško agencijo za vetrno energijo. Preveč vetra lahko dejansko napne opremo in naredi projekt dražji.
Posebne karte hitrosti vetra vam lahko pomagajo prepoznati regijo z ustreznimi vetrnimi viri. Na primer, Ministrstvo za energijo ZDA ponuja priročen vetrni zemljevid, lahko pa tudi orodje, imenovano anemometer, za merjenje vetrne energije na določenem mestu. Nekatere države celo ponujajo anemometrske programe za posojila. Vaš inženir lahko za optimizacijo lokacije uporabi posebne storitve in programsko opremo, kot sta windNavigator in GHWindFarmer, za analizo topografije, vremenskih razmer in aerodinamike.
Poleg tega boste morali upoštevati posebne skrbi ciljne lokacije, kot so dostop do cest, morebitni vplivi hrupa, utripanje sence iz rezil in kulturna vprašanja.
Ocenjevanje tveganj, kmetijskih stroškov in financiranja
Vrtilna lopatica na vetrnih turbinah lahko ubije ogrožene ptice, netopirje, raptorje in vodne ptice, zato je najbolje, da turbine položite proč od zasedenih koridorjev divjih živali in letnih migracijskih poti. Svetovalni odbor za smernice za vetrne turbine v ZDA priporoča stopenjski pristop, ki vključuje predhodno oceno, opis lastnosti in študije na terenu za napovedovanje in oceno vrst in habitatov, ki jih je prizadela vetrna elektrarna.
Kot razvijalec spletnega mesta boste morali tesno sodelovati z ustrezno vladno agencijo (ali pooblaščenim organom) za zmanjšanje in ublažitev smrti živali zaradi vetrne kmetije; v nekaterih primerih boste morda lahko zgradili vetrno elektrarno, če spremenite svoje delovanje, da bo bolj prijazna okolju prijaznemu življenju. Na primer, od vas bi lahko zahtevali, da začasno ustavite turbine med migracijsko sezono in v obdobjih nizkega vetra, ko so netopirji najbolj aktivni in da je izkoristek energije minimalen.
Pomislite na to, koliko energije želite proizvesti - ali koliko spletnega mesta lahko proizvede - in koliko denarja lahko porabite. Samo nakup vetrnih turbin lahko v povprečju znaša 1,37 milijona dolarjev na megavat zmogljivosti.
Na splošno je cenejše za komunalne storitve, da razvijejo vetrne elektrarne, kot pa zasebne investitorje, saj lahko gospodarske družbe izkoristijo ugodne finančne strukture, ki zmanjšujejo stroške za približno 30 odstotkov ali približno 1,4 centa za kilovatno uro, v skladu s poročilom, ki ga financirajo ZDA Oddelek za energijo.
Vladni spodbujevalni programi prav tako olajšajo razvoj vetrne elektrarne. Kredit za proizvodno davčno olajšavo (PTC) zdaj v prvem desetletju delovanja zagotavlja davčni odbitek za 2,3 odstotka na kilovatni čas. Če začnete graditi na svojem objektu za obnovljivo energijo pred letom 2020, lahko nepreklicno izvolite, da zahtevate kredit za naložbene davke (ITC).
Če želite projektirati raven stroškov financiranja vašega projekta vetra, priključite svoje specifične podatke v interaktivna orodja BITES (stavbe, industrija, promet in energetski scenariji), ki jih zagotavlja nacionalni laboratorij za obnovljivo energijo. Morda boste želeli brskati po podatkovni bazi državnih in zveznih spodbud za obnovljivo energijo.
Zagotovite, da vaša kmetija izpolnjuje pravne zahteve
Proizvajalce električne energije urejajo zvezni zakoni, kot so Zakon o javnih regulativnih politikah iz leta 1978 (PURPA), Zakon o energetski politiki iz leta 2005 (EPACT 2005) in Zakon o energetski neodvisnosti in varnosti iz leta 2007 (EISA 2007). Poleg tega imajo posamezne države drugačne razlage o tem, kako se uporabljajo ti zvezni zakoni, in imajo različne mandate za spodbujanje obnovljivih virov energije z zakonodajo o obnovljivih standardih portfelja.
Odvetnik ali svetovalec, specializiran za razvoj obnovljivih virov energije, vam lahko pomaga krmariti z zakoni, ki urejajo vaš predlagani projekt. Potrebovali boste tudi različna gradbena in okoljska dovoljenja vladnih agencij.
Če bo vaš vetrni stroj sedel na državni lasti ali ima zveznega agencijskega zastopnika, je dovoljenje odvisno od formalnega postopka presoje vplivov na okolje. Na primer vetrne elektrarne, ki se nahajajo na premoženju, ki ga upravlja Urad za upravljanje z zemljišči ZDA, urejajo določene smernice za zaščito zvezno zaščitenih vrst in drugih naravnih virov.
Opredelite opremo in načrtovanje vetrnih elektrarn
Sodobne vetrne turbine so bolj elegantne in večje od staromodnih vetrnih elektrarn, z ogromnimi rezili in stolpi, ki so visoki kot visoka stolpnica. Natančna namestitev teh turbin na vetrno energijo vpliva na njegovo skupno proizvodnjo energije.
Praviloma je večja vetrna turbina, večja je njegova proizvodna zmogljivost. Najpogosteje nameščena vetrna turbina ima zmogljivost 1,5 megawatts in lahko napaja 500 domov, vendar novejši modeli tečejo še večje. Spletna stran družbe General Electric navaja velikosti do 3,4 megavatov za uporabo na kopnem in do 6 megavatov za offshore. Drugi vodilni proizvajalci vetrnih turbin vključujejo Vestas, Goldwind, Enercon, Siemens, Sulzon, Gamesa, United Power, Ming Yang in Nordex.
Velike in težke vetrne turbine zahtevajo večje temelje in stroške za namestitev. Vetrne turbine na morju morajo biti načrtovane za oceanske razmere. Vetrne turbine redko delujejo s polno zmogljivostjo, saj je njihova proizvodnja energije odvisna od vremenskih razmer.
Poleg vetrnih turbin zahteva vetrna elektrarna sistem za zbiranje električne energije, transformatorje, komunikacijsko omrežje in postaje. Še več, za spremljanje uspešnosti se uporablja informacijski sistem nadzornega nadzora in zbiranja podatkov (SCADA). Inženir lahko priporoči ustrezno opremo in namestitev turbine, ki temelji na vaši spletni strani, financah in energetskih ciljih.
Varnostna prenosna zmogljivost
Če načrtujete komercialno vetrno elektrarno, potrebujete način za dobavo energije veletrgovcem ali maloprodajnim kupcem. Običajno to zahteva prenos daljnovoda, ki povezuje proizvodnjo vaše vetrne elektrarne na električno prenosno omrežje - energetsko omrežje - v vaši regiji. Komercialne vetrne elektrarne, nameščene na oddaljenih lokacijah, imajo lahko izziv za zagotovitev prenosne zmogljivosti in medsebojne povezanosti z omrežjem.
Druga možnost je, da se manjše vetrne elektrarne lahko uporabljajo kot namenski vir električne energije za skupnost ali podjetje. V teh primerih vetrna elektrarna ne sme zahtevati povezave do rednega električnega omrežja. Vendar, če želite prodati presežne moči, še vedno potrebujete način, kako to energijo dostaviti električnemu pripomočku.
Preverite pri nacionalnem laboratoriju za obnovljivo energijo (NREL), ki deluje z vetrnimi napravami, da zagotovite prenosno zmogljivost in medsebojno povezanost. Skupina za integracijo vetrnih naprav ponuja tudi sredstva za povezavo vetrne elektrarne v električni sistem.
Namestite, preizkusite in zaženite opremo
Gradnja vetrnih elektrarn se lahko zaključi v nekaj mesecih. Vendar pa boste morda najprej morali graditi ceste na mestu za vleko v vetrnih turbinah in drugi opremi.
Za vsako vetrno turbino boste morali izkopati luknjo in jo napolniti z armiranim betonom, da bi služili kot stabilizacijski temelj; ta proces je zahtevnejši v skalnatih pogojih ali vetrnih elektrarnah na morju. Ko bo temelj pripravljen, boste morali postaviti turbine s specializiranimi dvigali.
Nato boste postavili električne napeljave in sisteme ter izvajali teste, da zagotovite, da vsi elementi delujejo pravilno. Pogosto traja šest mesecev, preden se kinks izpraznijo in vetrna elektrarna doseže popolno komercialno proizvodno zmogljivost.
Vsaka turbina vetra potrebuje približno tedensko redno vzdrževanje na leto. Ameriško združenje za vetrno energijo pravi, da potrebuje enega vetrnega tehnika za servisiranje vsakih 10 megavatov vgrajene proizvodne zmogljivosti.