Vjetar je jedan od najefikasnijih prirodnih resursa zemlje kada se radi o proizvodnji električne energije. Sve što treba da učinite da ga iskoristite je izgradnja vjetroturbinske turbine koja pretvara kretanje vazduha u kinetičku energiju.
Međutim, zauzimanje vjetra u velikoj razmjeri zahtijeva farmu vjetra - zbirka specijalno dizajniranih vjetroturbina postavljenih preko pejzaža ili okeana, gdje su vjetrovi stabilni i jaki.
Vjetroturbine imaju višestruke lopatice, koje su postavljene visoko na kulama, koje se okreću u povetarac i žetvu.
Industrijski stručnjaci kažu da Sjedinjene Države imaju dovoljno vjetroelektrane da efikasno udvostruče postojeće kapacitete proizvodnje vjetra, a da to rade s više koristi za životnu sredinu. Samo u Americi, energija vjetra sprečava oslobađanje oko 62 miliona tona stakleničkih plinova i godišnje štedi 20 milijardi galona vode.
Potencijalne prepreke za izgradnju vjetroelektrana uključuju javnu kontroverdu nad postavljanjem vjetroagregata, dozvoljavajući izazove, finansijske probleme i tehnička pitanja, kao što je potreba za infrastrukturom za prenos električne energije na električnu mrežu koja služi korisnicima. Međutim, ako želite da izgradite vlastitu vetroelektranu, zapravo nije previše teško.
Početak: Planiranje vjetroelektrane
Izgradnja vjetroelektrane je veliki projekat koji zahtijeva timove specijalista koji se bave mnogim aspektima projekta, od koncepcije do planiranja do implementacije.
Od odabira odgovarajuće lokacije i procene rizika za divlje životinje za sticanje odgovarajućih dozvola i same implementacije i testiranja samih turbina, puno planiranja ide iza izgradnje ovog posebnog tipa generatora energije.
Prvo, obavezno izaberite lokaciju koja ima dovoljno vjetrenih izvora.
Najbolje lokacije za komercijalne vjetroelektrane imaju brzinu vjetra od 13 milja na sat (6 metara / sekunda) ili više, prema Američkoj udruženju vjetroenergetike. Previše vetra može zapravo naprezati opremu i učiniti projekt skupljim.
Posebne mape brzine vjetra mogu vam pomoći da odredite regiju sa odgovarajućim vjetrom. Na primer, američko Ministarstvo energetike nudi zgodnu mapu vjetra, ali također možete koristiti alat zvan anemometar za merenje energije vjetra na određenom mjestu. Neke države čak nude programe za anemometarski zajam. Vaš inženjer može koristiti specijalizovane usluge i softver, kao što su windNavigator i GHWindFarmer, za analizu topografije, vremenskih uslova i aerodinamike kako bi se optimizirala lokacija.
Dalje, moraćete da razmotrite posebne brige o ciljnoj lokaciji, kao što su pristup putu, potencijalni uticaji na buku, treperenje senki sa lopatica i pitanja kulture.
Procjena rizika, troškovi farme i finansiranje
Rotirajuće lopatice na vetroturbinama mogu ubiti ugrožene ptice, slepe miševe, raptore i vodene ptice, tako da je najbolje postaviti turbine dalje od koridora zauzetih divljih životinja i godišnjih migracijskih staza. Savetodavni komitet Saveta za smernice vjetroagregata US-a za riblje i divlje životinje preporučuje višeslojni pristup koji uključuje preliminarnu procjenu, karakterizaciju lokacije i terenske studije za predviđanje i procjenu vrsta i staništa koje šteti vjetroelektrana.
Kao graditelj sajta, moraćete blisko sarađivati sa odgovarajućom državnom agencijom (ili ovlašćenim organom) da smanjite i ublažite smrt životinja zbog vjetroelektrane; u nekim slučajevima, možda će vam biti dozvoljeno da izgradite vjetroelektranu ako menjate njenu operaciju da bude više prijateljski prema životinjama. Na primjer, od vas bi se trebali zahtijevati privremeno zaustaviti turbine tokom migracione sezone i tokom perioda niskog vjetra, kada su netkani najaktivniji i prinos snage je minimalan.
Razmislite o tome koliko energije želite da proizvedete - ili koliko mesta može da proizvede - i koliko novca možete da potrošite. Kupovina vjetroagregata samo može da vam vrati u proseku 1,37 miliona dolara po megavatu kapaciteta.
Generalno, jeftinije je za komunalne usluge da razviju vjetroelektrane nego za privatne investitore, jer komunalne usluge mogu iskoristiti povoljne finansijske strukture koje smanjuju troškove za oko 30%, ili oko 1,4 centa po kilovat-satu, prema izvještaju koji su finansirali SAD Odeljenje za energetiku.
Programi podsticanja vlade takođe olakšavaju razvoj vetroelektrane. Kredit za porez na proizvodnju (PTC) sada obezbeđuje porezni kredit od 2,3 centi po kilovat satu tokom prve decenije poslovanja. Ako počnete izgradnju na objektu za obnovljivu energiju prije 2020. godine, možete podneti neopozive izbore za potraživanje kreditnog investicionog kredita (ITC).
Da projektujete nivoe troškova finansiranja projekta vjetra, priključite svoje specifične detalje u interaktivne BITES alate (građevine, industriju, transport i scenarije električne energije) koje nudi Nacionalna laboratorija za obnovljivu energiju. Možda ćete takođe želeti da pregledate bazu državnih i federalnih podsticaja za obnovljivu energiju.
Osigurajte da Vaša farma ispunjava pravne zahtjeve
Proizvođači električne energije upravljaju savezni zakoni, kao što su Zakon o regulatornim politikama javnih komuniteta iz 1978. godine (PURPA), Zakon o energetskoj politici iz 2005. godine (EPACT 2005) i Zakon o energetskoj nezavisnosti i sigurnosti iz 2007. godine (EISA 2007). Pored toga, pojedine države imaju različita tumačenja načina na koji se ti savezni zakoni primenjuju, i imaju različite mandate za promovisanje obnovljive energije kroz zakonodavstvo o standardima za obnovljive portale (RPS).
Advokat ili konsultant specijaliziran za razvoj obnovljivih izvora energije može vam pomoći da krećete u skladu sa zakonima koji regulišu svoj predloženi projekat. Takođe će vam trebati različite dozvole za gradnju i okolinu od strane vladinih agencija.
Ako vaša farma vetra sedi na državnoj imovini ili ima federalnog partnera, dozvola može biti uslovljena formalnim procesom procjene uticaja na životnu sredinu. Na primjer, vjetroelektrane koje se stavljaju na imovinu kojim rukovodi Uprava za upravljanje zemljištem Sjedinjenih Država uređuju se određene smjernice koje imaju za cilj zaštitu zaštićenih vrsta i drugih prirodnih resursa.
Identifikovati opremu i dizajn vjetroelektrana
Savremene turbine vjetra su slejerije i veće od staromodnih vjetrenjača, sa ogromnim lopaticama i kulama visokim kao visokogradnja. Precizno postavljanje ovih turbina na farmu vetra utiče na ukupnu proizvodnju energije.
Kao opšte pravilo, veća je vjetroturbina, što je veći proizvodni kapacitet. Najčešće instalirana vjetroturbina ima kapacitet od 1,5 megavata i može napajati 500 kuća, ali novi modeli rade još veći. Internet stranica kompanije General Electric navodi veličine do 3,4 megavata za korišćenje na kopnu i do 6 megavata za offshore. Ostali vodeći proizvođači vetrogeneratora uključuju Vestas, Goldwind, Enercon, Siemens, Sulzon, Gamesa, United Power, Ming Yang i Nordex.
Velike i teške turbine vjetra zahtijevaju veće temelje i koštaju više za instalaciju. Vjetrogeneratorske turbine na otvorenom moraju biti dizajnirane za uslove okeana. Vjetroelektrane retko rade punim kapacitetom, pošto njihova proizvodnja energije zavisi od vremenskih uticaja.
Pored vjetroagregata, vjetroparka zahtijeva sistem za prikupljanje električne energije, transformatore, komunikacionu mrežu i podstanice. Štaviše, informativni sistem za nadzor i kontrolu podataka (SCADA) se koristi za praćenje performansi. Inženjer može preporučiti odgovarajuću opremu i postavljanje turbina na osnovu vaše lokacije, finansija i energetskih ciljeva.
Siguran prenosni kapacitet
Ako planirate komercijalnu vjetroelektranu, trebate način da isporučite energiju veleprodajnim ili maloprodajnim kupcima. Obično ovo zahtijeva dalekovode koje povezuju proizvodnju vaše vjetroelektrane na mrežu prenosa električne energije - energetsku mrežu - u vašem regionu. Komercijalne vjetroelektrane na udaljenim lokacijama mogu biti izazov za osiguranje prenosnog kapaciteta i međusobno povezivanje sa mrežom.
Alternativno, manje vjetroelektrane mogu se koristiti kao namenski izvor električne energije za zajednicu ili posao. U ovim slučajevima, vjetroelektrana možda neće zahtijevati vezu sa električnom mrežom. Međutim, da biste prodali višak snage, i dalje vam je potreban način da isporučite tu snagu električnom opremi.
Proverite kod Nacionalne laboratorije za obnovljivu energiju (NREL), koja radi sa proizvođačima vjetroelektrana kako bi se osigurali prenosni kapaciteti i međusobno povezivanje. Grupa za integraciju vjetrenog vjetra također pruža resurse za povezivanje vjetroelektrana u električni sistem.
Instalirajte, testirajte i pokrenite opremu
Izgradnja vjetroelektrane može se završiti u roku od nekoliko mjeseci. Međutim, možda ćete prvo morati izgraditi puteve na mjestu za vuču u vjetroelektranama i drugoj opremi.
Za svaku turbinu vetra, moraćete iskopati rupu i popuniti ga armiranim betonom kako bi služili kao stabilizirajuća osnova; ovaj proces je zahtjevniji u stenovitim uslovima ili na vjetroelektranama na otvorenom. Ipak, kada se pripremi temelja, moraćete da postavite turbine specijalnim dizalicama.
Zatim ćete postaviti električne instalacije i sisteme i provesti testove kako biste osigurali da svi elementi funkcionišu ispravno. Često traje šest meseci pre nego što se razbere kink i farma vetra postiže potpun komercijalni proizvodni kapacitet.
Svakoj turbini vjetra treba godišnje održavati rutinsko održavanje od jedne sedmice. Američko udruženje za vjetar energije kaže da je potrebno jednom vjetarskom tehničaru servisirati svakih 10 megavata instaliranog proizvodnog kapaciteta.