Jak postavit větrnou elektrárnu

Větrná energie je jedním z nejodolnějších přírodních zdrojů na světě, pokud jde o výrobu elektrické energie - vše, co potřebujete k tomu, abyste postavili turbínu větrné elektrárny, která převádí pohyb vzduchu do Kinetická energie.

Zachycení větru ve velkém měřítku však vyžaduje větrnou farmu, sbírku speciálně navržených větrných turbín umístěných přes krajinu nebo oceán, kde jsou větry stabilní a silné; větrné turbíny mají více lopatek, které jsou umístěny vysoko na věžích, které se otáčejí ve větru a sbírají energii.

Experti z průmyslu tvrdí, že Spojené státy mají dostatek větrných zdrojů, aby účinně zdvojnásobily svou současnou kapacitu větrné elektrárny, a přináší to obrovské přínosy pro životní prostředí. Jen v Americe brání větrná energie uvolnění zhruba 62 milionů tun skleníkových plynů a konzervátorů 20 miliard galonů vody ročně.

Potenciální překážky budování větrných elektráren zahrnují veřejné diskuse o umístění větrných elektráren, umožnění výzev, problémů s financováním a technických otázek, jako je potřeba infrastruktury pro přenos energie do elektrické sítě který zákazníkům slouží, ale pokud chcete vytvořit vlastní větrnou farmu, není to příliš těžké.

Začínáme: Plánování větrné farmy

Výstavba větrné farmy je velký projekt, který vyžaduje, aby týmy specialistů zvládli mnoho aspektů projektu od koncepce po plánování až po realizaci. Od výběru správného místa a posouzení rizika pro volně žijící živočichy až po získání správných povolení a provedení a testování samotných turbín existuje spousta plánování za budováním tohoto speciálního typu generátoru energie.

Za prvé, nezapomeňte zvolit místo, které má dostatek větrných zdrojů; nejlepší místa pro komerční větrné elektrárny mají rychlosti větru 13 mph za hodinu (6 m / s) nebo více, podle americké větrné energetické asociace a příliš mnoho větru může skutečně napnout zařízení a učinit projekt dražší.

Speciální mapy rychlosti větru vám pomohou identifikovat region s vhodnými větrnými zdroji. Například Úřad pro energetiku Spojeného království nabízí praktickou mapu větru, ale můžete také použít nástroj nazvaný anemometr pro měření větrné energie na konkrétním místě a některé státy dokonce nabízejí anemometrové půjčkové programy. Váš inženýr může využít specializované služby a software, jako jsou windNavigator® a GHWindFarmer, k analýze topografie, povětrnostním podmínkám a aerodynamice, aby optimalizoval umístění.

Dále budete muset zvážit zvláštní obavy z cílové lokality, jako je přístup na silnici, potenciální hlukové dopady, blikající stíny z čepelí a kulturní záležitosti.

Posuzování rizik, nákladů na farmy a financování

Spřádací lopatky na větrných turbínách mohou zabíjet ohrožené ptáky, netopýři, dravce a vodní ptáky, takže je nejlepší umístit turbíny mimo zaneprázdněné chodníky a ročních migračních cest. Poradní výbor Spojeného království pro rybí a divokou zvěř by doporučil použití stupňovitého přístupu, který zahrnuje předběžné posouzení, charakterizaci lokality a terénní studie, které předpovídají a posuzují druhy a stanoviště poškozené větrnou farmou.

Jako vývojář stránek budete muset úzce spolupracovat s příslušnou vládní agenturou (nebo povolujícím orgánem) ke snížení a zmírnění úmrtí zvířat kvůli větrné farmě; v některých případech vám může být povoleno postavit větrnou farmu, pokud změníte její provoz tak, aby byl více vhodný pro volně žijící zvířata - například byste mohli být požádáni, abyste dočasně zastavili turbíny během migrační sezóny a během období nízkého větru, kdy jsou netopýři nejvíce aktivní a výkon je minimální.

Přemýšlejte o tom, kolik energie chcete vyrábět - nebo o tom, kolik místa může produkovat - a kolik peněz můžete utratit. Nakupování větrných turbín samo o sobě může vést zpátky v průměru $ 1. 37 milionů na megawatt kapacity.

Je obecně levnější pro podniky, aby rozvíjely větrné elektrárny, než je to pro soukromé investory, protože podniky mohou využívat příznivé struktury financování, které snižují náklady o zhruba 30% nebo zhruba o 1,4 centů za kilowatthodinu. zpráva financovaná americkým ministerstvem energetiky.

Programy státní stimulace také usnadňují rozvoj větrné farmy. Výrobní daňový úvěr (PTC) nyní poskytuje během prvního desetiletí provozu daňový kredit ve výši 2 3 / kWh. Pokud začnete s výstavbou zařízení na výrobu energie z obnovitelných zdrojů před rokem 2020, můžete učinit neodvolatelné volby pro nárok na investiční daňový kredit (ITC).

Chcete-li navrhnout vyrovnávací náklady na financování projektu větrných elektráren, připojte své konkrétní detaily do interaktivních nástrojů BITES (scénáře budov, průmyslu, dopravy a elektřiny), které poskytuje Národní laboratoř pro obnovitelné zdroje energie. Můžete také procházet databázi státních a federálních pobídek pro obnovitelnou energii.

Zajistěte, aby vaše farmy splňovaly zákonné požadavky

Producenti elektřiny se řídí federálními zákony, jako je zákon o veřejných únosných regulačních opatřeních z roku 1978 (PURPA), zákon o energetické politice z roku 2005 (EPACT 2005) Zákon z roku 2007 (EISA 2007); navíc jednotlivé státy mají různé interpretace toho, jak se tyto federální zákony vztahují, a mají různé mandáty k podpoře obnovitelné energie prostřednictvím právních předpisů týkajících se obnovitelných portfolií (RPS).

Právník nebo konzultant, který se specializuje na vývoj obnovitelné energie, vám může pomoci létat zákony upravující navrhovaný projekt. Budete také potřebovat různé stavební a environmentální povolení od vládních agentur.

Pokud vaše větrná farma bude sedět na majetku státu nebo má federální agenturu partnera, povolování může být podmíněno formálním hodnocením vlivu na životní prostředí.Například větrné elektrárny, které jsou umístěny na pozemcích spravovaných Úřadem pro správu půdy Spojených států, se řídí určitými pokyny, jejichž cílem je ochrana federálně chráněných druhů a jiných přírodních zdrojů.

Určit zařízení a návrh větrné farmy

Moderní větrné turbíny jsou hladší a větších než staromódní větrné mlýny s obrovskými lopatkami a věžemi vysokými jako výškové budovy. Přesné umístění těchto turbín na větrné farmy ovlivňuje celkovou výrobu energie.

Obecně platí, že čím větrná větrná turbína je větší, tím větší je její výrobní kapacita. Nejčastěji instalovaná větrná turbína má kapacitu 1,5 megawattů a může napájet 500 domácností, ale novější modely jsou ještě větší. Webové stránky společnosti General Electric uvádějí rozměry až do 3,4 megawattů pro pobřežní využívání a až 6 megawattů pro offshore. Mezi další přední výrobce větrných turbín patří Vestas, Goldwind, Enercon, Siemens, Sulzon, Gamesa, United Power, Ming Yang a Nordex.

Velké a těžké větrné turbíny vyžadují větší zázemí a náklady na instalaci. Veterní turbíny na moři musí být navrženy pro podmínky oceánu. Mějte na paměti, že větrné turbíny zřídka běží na plný výkon, protože jejich výroba energie závisí na počasí.

Vedle větrných turbín potřebuje větrná elektrárna systém sběru elektrické energie, transformátory, komunikační síť a rozvodny a SCADA (kontrolní kontrolní a informační systém pro získávání dat) slouží k monitorování výkonu. Váš inženýr doporučuje vhodné vybavení a umístění turbín na základě vašich stránek, financí a energetických cílů.

Bezpečná přenosová kapacita

Pokud plánujete větrnou farmu v komerčním měřítku, budete potřebovat způsob, jak dodávat energii velkoodběratelům nebo maloobchodníkům. Obvykle to vyžaduje přenosové vedení, které propojují výstupy vaší větrné elektrárny s přenosovou sítí nebo energetickou "sítí" ve vaší oblasti. Komerční větrné elektrárny umístěné ve vzdálených lokalitách mohou považovat za výzvu k zajištění přenosové kapacity a propojení s rozvodnou sítí.

Alternativně mohou být menší větrné elektrárny použity jako vyhrazený zdroj elektrické energie pro komunitu nebo podnik. V těchto případech nemusí větrná elektrárna vyžadovat spojení s běžnou elektrickou sítí. Chcete-li prodat přebytečný výkon, stále potřebujete způsob, jak dodávat tuto energii elektrickému zařízení.

Kontaktujte národní laboratoř pro obnovitelné zdroje energie (NREL), která spolupracuje s vývojáři větru, aby zajistila přenosovou kapacitu a propojitelnost. Skupina Utility Wind Integration také poskytuje prostředky pro připojení větrné elektrárny do elektrického systému.

Instalace, testování a spuštění zařízení

Stavba větrné farmy může být dokončena během několika měsíců. Můžete však nejprve postavit silnice do místa pro vytažení ve větrných turbínách a dalších zařízeních.

Pro každou větrnou turbínu budete muset vybudovat díru a naplnit ji železobetonem, aby sloužil jako stabilizační základ, a tento proces je náročnější ve skalnatých podmínkách nebo v pobřežních větrných farmách.Jakmile bude základna připravena, budete muset turbíny postavit specializovanými kladkostroji.

Dále zapojíte elektrické vedení a systémy a provedete testy, abyste zajistili správné fungování všech prvků. Často trvá šest měsíců před tím, než jsou všechny kýty vyžehlené a větrná farma dosahuje plné komerční výrobní kapacity.

Každá větrná turbína potřebuje ročně každodenní údržbu za týden. Americká asociace pro větrnou energii říká, že jeden větrný technik potřebuje každých 10 megawattů instalované výrobní kapacity.