Vind er en av jordens mest bærekraftige naturressurser når det gjelder å generere elektrisk kraft. Alt du trenger å gjøre for å utnytte det er å konstruere en vindkraftsturbin som omdanner bevegelsen av luften til kinetisk energi.
Fangende vind i stor skala krever imidlertid en vindpark - en samling av spesialdesignede vindturbiner plassert over landskapet eller havet, hvor vindene er stabile og sterke.
Vindturbiner har flere kniver, som er satt høyt på tårnene, som spinner i brisen og høstkraft.
Næringseksperter sier at USA har nok vindressurser til å effektivt doble sin nåværende vindkraftkapasitet, og at det medfører en rekke miljøfordeler. Bare i USA hindrer vindkraft utslipp på ca 62 millioner tonn drivhusgasser og sparer 20 milliarder liter vann hvert år.
Potensielle hindringer for å bygge vindparker inkluderer offentlig kontrovers over plasseringen av vindmøllene, som tillater utfordringer, finansieringshensyn og tekniske problemer, som for eksempel behovet for infrastruktur for å overføre kraften til det elektriske nettet som betjener kunder. Men hvis du ønsker å bygge din egen vindkraftpark, er det faktisk ikke så vanskelig å gjøre.
Komme i gang: Planlegg vindparken din
Å bygge en vindkraftpark er et stort prosjekt som krever at spesialistgrupper skal håndtere de mange aspektene av prosjektet, fra oppfattelse til planlegging til implementering.
Fra å velge riktig sted og vurdere risikoen for dyreliv for å skaffe seg de riktige tillatelsene og implementere og teste turbiner seg selv, går mye planlegging bak bygging av denne spesielle typen energigenerator.
Først må du sørge for å velge et sted som har nok vindressurser.
De beste stedene for kommersielle vindparker har vindhastigheter på 13 miles per time (6 meter / sekund) eller mer, ifølge den amerikanske vindkraftforeningen. For mye vind kan faktisk spenne utstyr og gjøre prosjektet dyrere.
Spesielle vindhastighetskart kan hjelpe deg med å identifisere en region med egnede vindressurser. For eksempel tilbyr US Department of Energy et praktisk vind kart, men du kan også bruke et verktøy som kalles et anemometer for å måle vindenergi på et bestemt sted. Noen stater tilbyr til og med anemometer lån programmer. Ingeniør kan bruke spesialiserte tjenester og programvare, for eksempel windNavigator og GHWindFarmer, for å analysere topografi, værforhold og aerodynamikk for å optimalisere plasseringen.
Videre må du vurdere spesielle bekymringer for målplasseringen, for eksempel tilgang til veier, potensielle støyreduksjoner, flimrende skygger fra bladene og kulturelle problemer.
Vurdere Risiko, Jordbrukskostnader og Finansiering
Spinnbladene på vindturbiner kan drepe truede fugler, flaggermus, rovfugler og vannfugler, så det er best å plassere turbiner vekk fra travle dyrelivskorridorer og årlige trekkveier. US Fish and Wildlife Service 's Wind Turbine Guidelines Advisory Committee anbefaler en tiered tilnærming som inkluderer en foreløpig vurdering, nettsted karakterisering og felt studier for å forutsi og vurdere arter og habitater skadet av vindmølleparken.
Som nettstedutvikler må du arbeide tett med det aktuelle regjeringsbyrået (eller tillate myndighet) for å redusere og redusere dødsfall av dyr på grunn av vindparken. I enkelte tilfeller kan du få lov til å bygge vindmølleparken hvis du endrer driften til å være dyrere. For eksempel kan du være pålagt å midlertidig stoppe turbiner i løpet av migrasesongen og i perioder med lav vind, når flaggermus er mest aktiv og kraftutbyttet er minimalt.
Tenk på hvor mye energi du vil produsere - eller hvor mye nettstedet kan produsere - og hvor mye penger du kan bruke. Kjøpe vindturbiner alene kan sette deg tilbake et gjennomsnitt på 1,37 millioner dollar per megawatt av kapasitet.
Generelt er det billigere for verktøy å utvikle vindkraftanlegg enn det er for private investorer fordi verktøyene kan tappe inn i gunstige finansieringsstrukturer som reduserer kostnadene med om lag 30 prosent, eller om lag 1,4 prosent per kilowatt-time, ifølge en rapport finansiert av USA Institutt for energi.
Statsstimuleringsprogrammer gjør det også lettere å utvikle en vindmøllepark. Produksjonsskattkreditten (PTC) gir nå en skatt på 2,3 prosent per kilowatt-time i løpet av det første tiåret. Hvis du begynner å bygge på fornybar energianlegg før 2020, kan du gjøre et uigenkallelig valg for å kreve et investeringsskattekreditt (ITC).
For å projisere den nivellerte kostnaden for finansiering av vindprosjektet, plugg dine spesifikke detaljer i de interaktive BITES-verktøyene (Bygg, Industri, Transport og Elektrisitet Scenarier) levert av Nasjonalt fornybar energi laboratorium. Du vil kanskje også bla gjennom databasen over statlige og føderale insentiver for fornybar energi.
Sørg for at bedriften din oppfyller juridiske krav
Elektrisitetsprodusenter er regulert av føderale lover, for eksempel loven om offentlig bruk av reguleringspolitikk fra 1978 (PURPA), energipolitisk lov av 2005 (EPACT 2005) og energilovlighetsloven fra 2007 (EISA 2007). I tillegg har enkelte stater forskjellige tolkninger av hvordan disse føderale lover gjelder, og de har varierende mandater for å fremme fornybar energi gjennom lov om fornybar porteføljestandard (RPS).
En advokat eller konsulent som er spesialisert på utvikling av fornybar energi, kan hjelpe deg med å navigere i lovene som styrer ditt foreslåtte prosjekt. Du vil også trenge ulike bygg- og miljøtillatelser fra myndigheter.
Hvis vindmølleparken din vil sitte på statlig eiendom eller har en føderal byråpartner, kan det være betinget av en formell vurdering av miljøkonsekvensanalysen. For eksempel, vindparker plassert på eiendom forvaltet av US Bureau of Land Management er styrt av visse retningslinjer som er ment å beskytte føderalt beskyttede arter og andre naturressurser.
Identifiser utstyr og vindparkdesign
Moderne vindturbiner er slankere og større enn gammeldags vindmøller, med enorme kniver og tårn så høye som høyhus. Den nøyaktige plasseringen av disse turbiner på en vindkraftpark påvirker den samlede energiproduksjonen.
Som regel er jo større vindturbinen desto større er generasjonskapasiteten. Den mest installerte vindturbinen har en kapasitetsvurdering på 1,5 megawatt og kan drive 500 boliger, men nyere modeller går enda større. General Electrics nettsted viser størrelser på opptil 3,4 megawatt for landbruk og opptil 6 megawatt for offshore. Andre ledende vindturbinprodusenter inkluderer Vestas, Goldwind, Enercon, Siemens, Sulzon, Gamesa, United Power, Ming Yang og Nordex.
Store og tunge vindturbiner krever større grunnlag og koster mer å installere. Offshore vindturbiner må utformes for havforhold. Vindturbiner kjører sjelden på full kapasitet siden deres energiproduksjon er vær-avhengig.
I tillegg til vindturbiner krever en vindmøllepark et elektrisk kraftinnsamlingssystem, transformatorer, et kommunikasjonsnettverk og stasjoner. I tillegg brukes et overvåkings- og datainnsamlingssystem (SCADA) for å overvåke ytelsen. En ingeniør kan anbefale egnet utstyr og turbineplassering basert på nettsted, økonomi og energimål.
Sikker overføringskapasitet
Hvis du planlegger en vindkraftpark i kommersiell skala, trenger du en måte å levere energi til grossist- eller detaljhandelskunder. Vanligvis krever dette overføringslinjer som knytter utgangen fra vindmølleparken til det elektriske kraftoverføringsnettverket - energinettet - i din region. Kommersielle vindkraftanlegg plassert på eksterne steder kan finne det en utfordring å sikre overføringskapasitet og sammenkobling med rutenettet.
Alternativt kan mindre vindkraftanlegg brukes som en dedikert kilde til elektrisitet for et fellesskap eller en bedrift. I slike tilfeller kan det ikke kreves en kobling til det vanlige elnettverket. Men for å selge overskytende kraft trenger du fortsatt en måte å levere strømmen til elverktøyet.
Sjekk med National Renewable Energy Laboratory (NREL), som arbeider med vindutviklere for å sikre overføringskapasitet og sammenkobling. Utility Wind Integration Group gir også ressurser for å koble en vindkraftpark til det elektriske systemet.
Installer, test og kjøre utstyret
Vindmøllebygging kan gjennomføres innen få måneder. Det kan imidlertid hende at du først må bygge veier inn på stedet for å hente vindturbiner og annet utstyr.
For hver vindturbin må du utgrave et hull og fylle det med armert betong for å fungere som et stabiliserende fundament; denne prosessen er mer krevende i steinete forhold eller offshore vindparker. Når grunnlaget er utarbeidet, må du imidlertid opprette turbiner med spesialiserte taljer.
Deretter legger du de elektriske ledningene og systemene på plass og driver tester for å sikre at alle elementene fungerer som de skal. Det tar ofte seks måneder før kinkene strykes ut og vindmølleparken oppnår full kommersiell produksjonskapasitet.
Hver vindturbin trenger omtrent en ukes verdi for rutinemessig vedlikehold per år. Den amerikanske vindkraftforeningen sier at det tar en vindtekniker å betjene hver 10 megawatt installert genereringskapasitet.