Angin adalah salah satu sumber daya alam bumi yang paling berkelanjutan dalam hal menghasilkan tenaga listrik. Untuk memanfaatkannya, yang perlu Anda lakukan hanyalah membuat turbin tenaga angin yang mengubah pergerakan udara menjadi energi kinetik. Namun, untuk melakukannya dalam skala besar, Anda memerlukan ladang angin—kumpulan turbin angin yang dirancang khusus yang ditempatkan di lanskap atau samudra, tempat angin stabil dan kuat. Turbin angin memiliki banyak bilah, yang dipasang tinggi di menara, yang berputar tertiup angin dan menghasilkan tenaga.
Pakar industri mengatakan Amerika Serikat memiliki sumber daya angin yang cukup untuk secara efektif menggandakan kapasitas pembangkit angin saat ini, dan hal itu membawa banyak manfaat lingkungan. Di Amerika saja, tenaga angin mencegah pelepasan sekitar 62 juta ton gas rumah kaca, dan menghemat 20 miliar galon air setiap tahunnya.
Hambatan potensial untuk membangun ladang angin termasuk kontroversi publik atas penempatan turbin angin, tantangan perizinan, masalah keuangan, dan masalah teknis, seperti kebutuhan infrastruktur untuk mengirimkan daya ke jaringan listrik yang berfungsi pelanggan. Namun, jika Anda ingin membangun ladang angin Anda sendiri, itu tidak terlalu sulit untuk dilakukan.
Memulai: Merencanakan Ladang Angin Anda
Membangun ladang angin adalah proyek besar yang membutuhkan tim spesialis untuk menangani banyak aspek proyek—mulai dari konsepsi dan perencanaan hingga implementasi. Perencanaan sangat penting untuk jenis generator energi ini. Lokasi yang tepat harus dinilai untuk setiap risiko terhadap satwa liar, izin harus diperoleh, dan turbin itu sendiri perlu diuji.
Pertama, pastikan memilih lokasi yang memiliki sumber angin yang cukup. Lokasi terbaik untuk ladang angin komersial memiliki kecepatan angin 13 mil per jam (6 meter per detik) atau lebih, menurut Asosiasi Energi Angin Amerika. Meskipun tampaknya semakin banyak angin semakin baik, terlalu banyak angin dapat membebani peralatan dan membuat proyek menjadi lebih mahal.
Peta kecepatan angin khusus dapat membantu Anda mengidentifikasi wilayah dengan sumber daya angin yang sesuai. Misalnya, Departemen Energi AS menawarkan berguna peta angin. Anda juga dapat melakukan pengukuran energi angin sendiri, menggunakan alat yang disebut anemometer, di lokasi yang Anda pertimbangkan. Beberapa negara bagian bahkan menawarkan program pinjaman anemometer. Insinyur Anda mungkin menggunakan layanan dan perangkat lunak khusus untuk mengoptimalkan lokasi, seperti Windnavigator dan GH WindFarmer, yang menganalisis topografi, kondisi cuaca, dan aerodinamika.
Selain itu, Anda harus mempertimbangkan perhatian khusus dari lokasi target, seperti akses jalan, potensi dampak kebisingan, bayangan yang berkelap-kelip dari bilah, dan masalah budaya.
Menilai Risiko Margasatwa
Bilah pemintal pada turbin angin dapat membunuh burung, kelelawar, raptor, dan unggas air yang terancam punah, jadi sebaiknya posisikan turbin jauh dari koridor satwa liar yang sibuk dan jalur migrasi tahunan. Itu Layanan Perikanan dan Margasatwa A.S Komite Penasihat Panduan Turbin Angin merekomendasikan pendekatan berjenjang yang mencakup pendahuluan penilaian, karakterisasi lokasi, dan studi lapangan untuk memprediksi dan menilai spesies dan habitat yang dirugikan ladang angin.
Sebagai pengembang situs, Anda harus bekerja sama dengan lembaga pemerintah yang sesuai (atau otoritas perizinan) untuk mengurangi dan memitigasi kematian hewan akibat ladang angin. Dalam beberapa kasus, Anda mungkin diizinkan membangun ladang angin di area sensitif jika Anda mengubah operasinya menjadi lebih ramah satwa liar. Misalnya, Anda dapat diminta menghentikan sementara turbin selama musim migrasi atau selama periode angin sepoi-sepoi, saat kelelawar paling aktif dan menghasilkan daya minimal.
Biaya dan Pembiayaan Ladang Angin
Pikirkan berapa banyak energi yang ingin Anda hasilkan—atau seberapa banyak situs dapat menghasilkan—dan berapa banyak uang yang dapat Anda belanjakan. Membeli turbin angin saja dapat menghabiskan biaya rata-rata $1,37 juta per megawatt kapasitas.
Umumnya, lebih murah bagi perusahaan utilitas untuk mengembangkan fasilitas tenaga angin daripada bagi investor swasta karena perusahaan utilitas dapat memanfaatkan keuntungan tersebut struktur pembiayaan yang mengurangi biaya sekitar 30%, atau sekitar 1,4 sen per kilowatt-jam, menurut laporan yang didanai oleh Departemen Energi.
Program stimulus pemerintah juga mempermudah pengembangan ladang angin. Kredit pajak produksi (PTC) sekarang memberikan kredit pajak 2,3 sen per kilowatt-jam selama dekade pertama operasi.
Untuk memproyeksikan biaya yang diratakan untuk membiayai proyek angin Anda, masukkan detail spesifik Anda ke dalam interaktif alat BITES (bangunan, industri, transportasi, dan skenario listrik) yang disediakan oleh Laboratorium Energi Terbarukan Nasional. Anda mungkin juga ingin menelusuri database dari insentif negara bagian dan federal untuk energi terbarukan.
Pastikan Pertanian Anda Memenuhi Persyaratan Hukum
Produsen listrik diatur oleh undang-undang federal seperti Undang-Undang Kebijakan Peraturan Utilitas Publik tahun 1978 (PURPA), Undang-Undang Kebijakan Energi tahun 2005 (EPACT 2005), dan Undang-Undang Kemandirian dan Keamanan Energi tahun 2007 (EISA 2007). Masing-masing negara bagian juga memiliki interpretasi yang berbeda tentang bagaimana undang-undang federal ini berlaku, dan mereka melakukannya berbagai mandat untuk mempromosikan energi terbarukan melalui legislasi Standar Portofolio Terbarukan (RPS).
Seorang pengacara atau konsultan yang berspesialisasi dalam pengembangan energi terbarukan dapat membantu Anda menavigasi undang-undang yang mengatur proyek yang Anda usulkan. Orang-orang ini juga dapat membantu Anda memperoleh berbagai izin bangunan dan lingkungan yang Anda perlukan dari instansi pemerintah.
Jika ladang angin Anda akan berada di properti pemerintah atau memiliki mitra agen federal, perizinan dapat bergantung pada proses penilaian dampak lingkungan formal. Misalnya, ladang angin ditempatkan di properti yang dikelola oleh Biro Manajemen Lahan AS diatur oleh pedoman tertentu yang dimaksudkan untuk melindungi spesies yang dilindungi federal dan sumber daya alam lainnya.
Identifikasi Peralatan dan Desain Ladang Angin
Turbin angin modern lebih ramping dan lebih besar dari kincir angin model lama, dengan baling-baling besar dan menara setinggi gedung pencakar langit. Penempatan yang tepat dari turbin ini di ladang angin mempengaruhi produksi energi secara keseluruhan.
Sebagai aturan umum, semakin besar turbin angin, semakin besar pula kapasitas pembangkitannya. Turbin angin yang paling sering dipasang memiliki peringkat kapasitas 1,5 megawatt dan dapat memberi daya hingga 500 rumah, tetapi model yang lebih baru berjalan lebih besar. General Electric situs web mencantumkan ukuran hingga 3,4 megawatt untuk penggunaan di darat dan hingga enam megawatt untuk penggunaan di lepas pantai. Produsen turbin angin terkemuka lainnya termasuk Vestas, Goldwind, Enercon, Siemens, Sulzon, Gamesa, United Power, Ming Yang, dan Nordex.
Turbin angin yang besar dan berat membutuhkan fondasi yang lebih besar, dan biaya pemasangannya lebih mahal. Turbin angin lepas pantai harus dirancang untuk kondisi laut. Turbin angin jarang beroperasi dengan kapasitas penuh karena pembangkit energinya bergantung pada cuaca.
Selain turbin angin, ladang angin membutuhkan sistem pengumpulan tenaga listrik, trafo, jaringan komunikasi, dan gardu induk. Terlebih lagi, sistem informasi supervisory control and data acquisition (SCADA) digunakan untuk memantau kinerja. Seorang insinyur dapat merekomendasikan penempatan peralatan dan turbin yang sesuai berdasarkan situs, keuangan, dan sasaran energi Anda.
Kapasitas Transmisi Aman
Jika Anda merencanakan ladang angin skala komersial, Anda memerlukan cara untuk mengirimkan energi ke pelanggan grosir atau eceran. Biasanya ini membutuhkan saluran transmisi yang menghubungkan keluaran ladang angin Anda ke jaringan transmisi tenaga listrik—jaringan energi—di wilayah Anda. Ladang angin komersial di lokasi terpencil dapat menemukan tantangan untuk mengamankan kapasitas transmisi dan interkonektivitas dengan jaringan listrik.
Alternatifnya, ladang angin yang lebih kecil dapat digunakan sebagai sumber listrik khusus untuk komunitas atau bisnis. Dalam kasus ini, ladang angin mungkin tidak memerlukan sambungan ke jaringan listrik biasa. Namun, untuk menjual kelebihan daya, Anda masih memerlukan cara untuk menyalurkan daya tersebut ke utilitas listrik.
Untuk informasi lebih lanjut, hubungi National Renewable Energy Laboratory (NREL), yang bekerja sama dengan pengembang tenaga angin untuk mengamankan kapasitas transmisi dan interkonektivitas. Grup Integrasi Angin Utilitas juga menyediakan sumber daya untuk menghubungkan ladang angin ke sistem listrik.
Pasang, Uji, dan Jalankan Peralatan
Konstruksi ladang angin dapat diselesaikan dalam beberapa bulan. Namun, Anda mungkin perlu membangun jalan ke lokasi terlebih dahulu untuk mengangkut turbin angin dan peralatan lainnya.
Untuk setiap turbin angin, Anda perlu menggali lubang dan mengisinya dengan beton bertulang sebagai fondasi penstabil. Proses ini lebih menuntut dalam kondisi berbatu atau di ladang angin lepas pantai. Setelah fondasi disiapkan, Anda harus memasang turbin dengan kerekan khusus.
Selanjutnya, Anda akan memasang kabel dan sistem kelistrikan dan menjalankan pengujian untuk memastikan bahwa semua elemen beroperasi dengan benar. Seringkali diperlukan waktu enam bulan sebelum kekusutan disetrika dan ladang angin mencapai kapasitas produksi komersial penuh.
Setiap turbin angin membutuhkan pemeliharaan rutin sekitar satu minggu per tahun. American Wind Energy Association mengatakan dibutuhkan satu teknisi angin untuk melayani setiap 10 megawatt kapasitas pembangkit terpasang.
