Tuul on elektrienergia tootmisel üks Maa säästvamaid loodusvarasid. Selle kasutamiseks piisab, kui konstrueerida tuuleenergia turbiin, mis muudab õhu liikumise kineetiliseks energiaks. Selle laiaulatuslikuks tegemiseks on teil aga vaja tuuleparki – spetsiaalselt disainitud tuuleturbiinide kogumit, mis on paigutatud üle maastiku või ookeani, kus tuuled on püsivad ja tugevad. Tuuleturbiinidel on mitu laba, mis asetsevad kõrgel tornidel ja mis pöörlevad tuule käes ja koguvad jõudu.
Tööstuseksperdid väidavad, et USA-l on piisavalt tuuleressursse, et kahekordistada oma praegust tuuletootmisvõimsust, ja sellega kaasneb palju keskkonnakasu. Ainuüksi Ameerikas takistab tuuleenergia umbes 62 miljoni tonni kasvuhoonegaaside eraldumist ja säästab aastas 20 miljardit gallonit vett.
Võimalikud takistused tuuleparkide ehitamisel hõlmavad avalikku vaidlust tuuleturbiinide paigutuse üle, lubamisprobleeme, finantsprobleemid ja tehnilised probleemid, nagu vajadus infrastruktuuri järele, mis edastaks elektrit teenindavasse elektrivõrku klientidele. Kui aga soovid oma tuuleparki rajada, pole seda kuigi raske teha.
Alustamine: oma tuulepargi planeerimine
Tuulepargi ehitamine on suur projekt, mis nõuab spetsialistide meeskondi, kes tegelevad projekti paljude aspektidega – alates kontseptsioonist ja planeerimisest kuni elluviimiseni. Seda tüüpi energiageneraatorite puhul on planeerimine eriti oluline. Õiges asukohas tuleb hinnata võimalikke riske elusloodusele, hankida load ja katsetada turbiine endid.
Esiteks valige kindlasti koht, kus on piisavalt tuulevarusid. Kommertstuuleparkide parimates kohtades on tuule kiirus 13 miili tunnis (6 meetrit sekundis) või rohkem. Ameerika tuuleenergia assotsiatsioon. Kuigi võib tunduda, et mida rohkem tuult, seda parem, võib liiga tugev tuul seadmeid koormata ja projekti kallimaks muuta.
Spetsiaalsed tuulekiiruse kaardid aitavad teil tuvastada sobiva tuulevaruga piirkonna. Näiteks USA energeetikaministeerium pakub käepärast tuule kaart. Võite ka ise tuuleenergiat mõõta, kasutades anemomeetriks nimetatavat vahendit soovitud kohas. Mõned osariigid pakuvad isegi anemomeetri laenuprogramme. Teie insener võib asukoha optimeerimiseks kasutada spetsiaalseid teenuseid ja tarkvara, nagu Windnavigator ja GH WindFarmer, mis analüüsivad topograafiat, ilmastikutingimusi ja aerodünaamikat.
Lisaks peate arvestama sihtkoha eriprobleemidega, nagu juurdepääs teele, võimalikud müramõjud, labade värelevad varjud ja kultuurilised probleemid.
Metsloomade riskide hindamine
Tuuleturbiinide pöörlevad labad võivad tappa ohustatud linde, nahkhiiri, röövlinde ja veelinde, seega on kõige parem paigutada turbiinid tihedatest metsloomade koridoridest ja iga-aastastest rändeteedest eemale. The USA kala- ja loodusteenistus Tuuleturbiinide juhiste nõuandekomitee soovitab mitmetasandilist lähenemisviisi, mis sisaldab esialgset lähenemisviisi hindamine, ala iseloomustus ja väliuuringud, et ennustada ja hinnata kahjustatud liike ja elupaiku tuulepark.
Saidi arendajana peate tegema tihedat koostööd vastava valitsusasutusega (või luba väljastava asutusega), et vähendada ja leevendada tuulepargist tingitud loomade hukkumist. Mõnel juhul võidakse teil lubada rajada tuulepark tundlikele aladele, kui muudate selle toimimist metsloomasõbralikumaks. Näiteks võidakse teilt nõuda turbiinide ajutist seiskamist rändehooaegadel või vähese tuulega perioodidel, kui nahkhiired on kõige aktiivsemad ja võimsus on minimaalne.
Tuulepargi kulud ja rahastamine
Mõelge, kui palju energiat soovite toota või kui palju saab sait toota ja kui palju raha saate kulutada. Ainuüksi tuuleturbiinide ostmine võib maksta keskmiselt 1,37 miljonit dollarit võimsuse megavati kohta.
Üldiselt on kommunaalettevõtetel odavam tuuleenergia rajatisi arendada kui erainvestoritel, sest kommunaalteenused saavad USA ministeeriumi rahastatud aruande kohaselt vähendavad rahastamisstruktuurid kulusid umbes 30% ehk umbes 1,4 senti kilovatt-tunni kohta. Energia.
Valitsuse stimuleerimisprogrammid hõlbustavad ka tuulepargi arendamist. Tootmismaksu krediit (PTC) annab nüüd esimese kümnendi jooksul maksusoodustuse 2,3 senti kilovatt-tunni kohta.
Tuuleprojekti rahastamise ühtlustatud kulude prognoosimiseks ühendage interaktiivsesse oma konkreetsed üksikasjad BITES tööriistad (hoonete, tööstuse, transpordi ja elektri stsenaariumid), mida pakub riiklik taastuvenergia labor. Võib-olla soovite sirvida ka andmebaasi osariigi ja föderaalsed stiimulid taastuvenergiale.
Veenduge, et teie talu vastaks juriidilistele nõuetele
Elektritootjaid reguleerivad föderaalsed seadused, nagu 1978. aasta kommunaalteenuste reguleerimise poliitika seadus (PURPA), 2005. aasta energiapoliitika seadust (EPACT 2005) ja 2007. aasta energiasõltumatuse ja -julgeoleku seadust (EISA) 2007). Üksikutel osariikidel on ka nende föderaalseaduste kohaldamise kohta erinevad tõlgendused ja nad on seda teinud erinevad volitused taastuvenergia edendamiseks taastuvenergia portfelli standardite (RPS) õigusaktide kaudu.
Taastuvenergia arendamisele spetsialiseerunud jurist või konsultant võib aidata teil navigeerida kavandatava projekti reguleerivates seadustes. Need inimesed võivad aidata teil hankida ka valitsusasutustelt erinevaid ehitus- ja keskkonnalube, mida vajate.
Kui teie tuulepark asub valitsuse kinnistul või tal on föderaalse agentuuri partner, võib loa andmine sõltuda ametlikust keskkonnamõju hindamise protsessist. Näiteks USA maahalduse büroo hallatavale kinnistule paigutatud tuuleparkide suhtes kehtivad teatud juhised, mille eesmärk on kaitsta föderaalselt kaitstud liike ja muid loodusvarasid.
Tehke kindlaks seadmed ja tuulepargi kujundus
Kaasaegsed tuuleturbiinid on elegantsemad ja suuremad kui vanamoodsad tuulikud, tohutute labade ja tornidega, mis on sama kõrged kui kõrghooned. Nende turbiinide täpne paigutus tuuleparki mõjutab selle üldist energiatootmist.
Üldreeglina on nii, et mida suurem on tuuleturbiin, seda suurem on selle tootmisvõimsus. Kõige sagedamini paigaldatava tuuleturbiini võimsus on 1,5 megavatti ja see suudab toita kuni 500 kodu, kuid uuemad mudelid töötavad veelgi suuremana. General Electric veebisaidil on loetletud võimsused kuni 3,4 megavatti maismaal kasutamiseks ja kuni kuus megavatti avamerel kasutamiseks. Teised juhtivad tuuleturbiinitootjad on Vestas, Goldwind, Enercon, Siemens, Sulzon, Gamesa, United Power, Ming Yang ja Nordex.
Suured ja rasked tuuleturbiinid nõuavad suuremat vundamenti ja nende paigaldamine maksab rohkem. Avamere tuuleturbiinid peavad olema konstrueeritud ookeanitingimuste jaoks. Tuuleturbiinid töötavad harva täisvõimsusel, kuna nende energiatootmine sõltub ilmast.
Tuulepark vajab lisaks tuulikutele elektrienergia kogumissüsteemi, trafosid, sidevõrku ja alajaamu. Veelgi enam, jõudluse jälgimiseks kasutatakse järelevalvekontrolli ja andmete hankimise (SCADA) teabesüsteemi. Insener võib soovitada sobivaid seadmeid ja turbiinide paigutust teie saidi, rahanduse ja energiaeesmärkide põhjal.
Turvaline edastusvõimsus
Kui plaanite kommertsliku mastaabiga tuuleparki, vajate viisi energia tarnimiseks hulgi- või jaeklientidele. Tavaliselt on selleks vaja ülekandeliine, mis ühendavad teie tuulepargi väljundi teie piirkonna elektrienergia ülekandevõrguga – energiavõrguga. Kaugemates kohtades asuvatel kaubanduslikel tuuleparkidel võib ülekandevõimsuse ja võrguga ühendamise tagamine olla keeruline.
Teise võimalusena saab väiksemaid tuuleparke kasutada kogukonna või ettevõtte elektrienergia allikana. Sellistel juhtudel ei pruugi tuulepark vajada liitumist tavalise elektrivõrguga. Üleliigse võimsuse müümiseks vajate siiski viisi, kuidas see võimsus elektrijaama tarnida.
Lisateabe saamiseks pöörduge riikliku taastuvenergia labori (NREL) poole, mis teeb tuuleenergia arendajatega koostööd ülekandevõimsuse ja ühenduvuse tagamiseks. Utility Wind Integration Group pakub ka ressursse tuulepargi elektrisüsteemiga ühendamiseks.
Installige, testige ja käivitage seadmed
Tuulepargi ehitus võib valmis saada mõne kuu jooksul. Siiski peate võib-olla esmalt ehitama kohale teed tuuleturbiinide ja muude seadmete vedamiseks.
Iga tuuleturbiini jaoks peate välja kaevama augu ja täitma selle raudbetooniga, et see toimiks stabiliseeriva vundamendina. See protsess on nõudlikum kivistes tingimustes või avamere tuuleparkides. Kui vundament on ette valmistatud, peate püstitama turbiinid spetsiaalsete tõstukitega.
Järgmisena paigaldate elektrijuhtmed ja süsteemid ning testite, et kõik elemendid töötaksid korralikult. Tihti kulub kuus kuud, enne kui käänded silitakse ja tuulepark saavutab täieliku kaubandusliku tootmisvõimsuse.
Iga tuuleturbiin vajab umbes nädala jagu tavapärast hooldust aastas. Ameerika tuuleenergia assotsiatsioon ütleb, et iga 10 megavati installeeritud tootmisvõimsuse hooldamiseks kulub üks tuuletehnik.
