De wind is een van de meest duurzame natuurlijke hulpbronnen van de aarde als het gaat om het opwekken van elektrische energie. Om het te benutten, hoef je alleen maar een windturbine te bouwen die de beweging van de lucht omzet in kinetische energie. Om dat op grote schaal te doen, heb je echter een windpark nodig: een verzameling speciaal ontworpen windturbines die over het landschap of de oceaan zijn geplaatst, waar de wind stabiel en sterk is. Windturbines hebben meerdere wieken, die hoog op torens zijn geplaatst, die draaien in de wind en energie oogsten.
Experts uit de industrie zeggen dat de Verenigde Staten genoeg windbronnen hebben om hun huidige windopwekkingscapaciteit effectief te verdubbelen, en dat dit een hele reeks milieuvoordelen met zich meebrengt. Alleen al in Amerika voorkomt windenergie de uitstoot van ongeveer 62 miljoen ton broeikasgassen en wordt jaarlijks 20 miljard liter water bespaard.
Mogelijke obstakels voor het bouwen van windparken zijn onder meer de publieke controverse over de plaatsing van de windturbines, het toestaan van uitdagingen, financiële zorgen en technische problemen, zoals de behoefte aan infrastructuur om de stroom over te brengen naar het elektriciteitsnet dat dient klanten. Als u echter uw eigen windpark wilt bouwen, is dat niet zo moeilijk.
Aan de slag: uw windpark plannen
Het bouwen van een windpark is een groot project waarvoor teams van specialisten nodig zijn om de vele aspecten van het project te behandelen, van concept en planning tot implementatie. Vooral bij dit type energieopwekker is planning cruciaal. De juiste locatie moet worden beoordeeld op eventuele risico's voor dieren in het wild, vergunningen moeten worden verkregen en de turbines zelf moeten worden getest.
Zorg er eerst voor dat u een locatie kiest met voldoende windbronnen. De beste locaties voor commerciële windparken hebben windsnelheden van 13 mijl per uur (6 meter per seconde) of meer, volgens de Amerikaanse Vereniging voor Windenergie. Hoewel het lijkt alsof hoe meer wind hoe beter, kan te veel wind de apparatuur belasten en het project duurder maken.
Speciale windsnelheidskaarten kunnen u helpen een regio met geschikte windbronnen te identificeren. Bijvoorbeeld de Amerikaanse ministerie van Energie biedt een handig wind kaart. U kunt ook zelf windenergiemetingen uitvoeren, met behulp van een instrument dat anemometer wordt genoemd, op de locatie die u overweegt. Sommige staten bieden zelfs anemometer-leenprogramma's aan. Uw ingenieur kan gespecialiseerde services en software gebruiken om de locatie te optimaliseren, zoals Windnavigator en GH WindFarmer, die topografie, weersomstandigheden en aerodynamica analyseren.
Bovendien moet u rekening houden met speciale aandachtspunten van de doellocatie, zoals toegang tot de weg, mogelijke geluidseffecten, flikkerende schaduwen van de wieken en culturele problemen.
Risico's voor dieren in het wild beoordelen
De draaiende wieken op windturbines kunnen bedreigde vogels, vleermuizen, roofvogels en watervogels doden, dus het is het beste om turbines uit de buurt van drukke wildcorridors en jaarlijkse trekroutes te plaatsen. De Amerikaanse Fish and Wildlife Service De Adviescommissie Windturbinerichtlijnen beveelt een getrapte aanpak aan die een voortraject omvat beoordeling, locatiekarakterisering en veldstudies om de soorten en habitats die hierdoor worden aangetast te voorspellen en te beoordelen het windpark.
Als site-ontwikkelaar moet u nauw samenwerken met de juiste overheidsinstantie (of vergunningverlenende instantie) om de sterfte van dieren als gevolg van het windpark te verminderen en te verminderen. In sommige gevallen mag u het windpark in kwetsbare gebieden bouwen als u de werking aanpast om deze diervriendelijker te maken. U kunt bijvoorbeeld worden verplicht om turbines tijdelijk stil te leggen tijdens migratieseizoenen of tijdens periodes met weinig wind, wanneer vleermuizen het meest actief zijn en de stroomopbrengst minimaal is.
Windparkkosten en financiering
Denk na over hoeveel energie u wilt produceren, of hoeveel de site kan produceren, en hoeveel geld u kunt uitgeven. Alleen al de aanschaf van windturbines kan u gemiddeld $ 1,37 miljoen per megawatt capaciteit kosten.
Over het algemeen is het voor nutsbedrijven goedkoper om windenergie-installaties te ontwikkelen dan voor particuliere investeerders, omdat nutsbedrijven kunnen profiteren van gunstige financieringsstructuren die de kosten met ongeveer 30% verlagen, of ongeveer 1,4 cent per kilowattuur, volgens een rapport gefinancierd door het Amerikaanse ministerie van Energie.
Ook stimuleringsprogramma's van de overheid maken het makkelijker om een windpark te ontwikkelen. Het productiebelastingkrediet (PTC) biedt nu een belastingkrediet van 2,3 cent per kilowattuur gedurende het eerste decennium van gebruik.
Om de genivelleerde kosten van de financiering van uw windproject te projecteren, sluit u uw specifieke gegevens aan op de interactieve BITES-gereedschappen (scenario's voor gebouwen, industrie, transport en elektriciteit) geleverd door het National Renewable Energy Laboratory. U kunt ook door de database van staats- en federale stimulansen voor hernieuwbare energie.
Zorg ervoor dat uw boerderij voldoet aan de wettelijke vereisten
Elektriciteitsproducenten vallen onder federale wetten, zoals de Public Utility Regulatory Policies Act van 1978 (PURPA), de Energy Policy Act van 2005 (EPACT 2005) en de Energy Independence and Security Act van 2007 (EISA 2007). Individuele staten hebben ook verschillende interpretaties van hoe deze federale wetten van toepassing zijn, en dat hebben ze ook verschillende mandaten om hernieuwbare energie te promoten door middel van Renewable Portfolio Standards (RPS) -wetgeving.
Een advocaat of consultant die gespecialiseerd is in de ontwikkeling van hernieuwbare energie kan u helpen bij het navigeren door de wetten die van toepassing zijn op uw voorgestelde project. Deze mensen kunnen u ook helpen bij het verkrijgen van de verschillende bouw- en milieuvergunningen die u nodig heeft van overheidsinstanties.
Als uw windpark op eigendom van de overheid staat of een partner van een federaal agentschap heeft, kan het verlenen van een vergunning afhankelijk zijn van een formeel milieueffectbeoordelingsproces. Windparken die worden geplaatst op eigendommen die worden beheerd door het Amerikaanse Bureau of Land Management vallen bijvoorbeeld onder bepaalde richtlijnen die bedoeld zijn om federaal beschermde soorten en andere natuurlijke hulpbronnen te beschermen.
Identificeer apparatuur en windparkontwerp
Moderne windturbines zijn slanker en groter dan ouderwetse windmolens, met enorme wieken en torens zo hoog als hoge gebouwen. De precieze plaatsing van deze turbines op een windpark beïnvloedt de totale energieproductie.
In het algemeen geldt: hoe groter de windturbine, hoe groter de opwekkingscapaciteit. De meest geïnstalleerde windturbine heeft een vermogen van 1,5 megawatt en kan tot 500 huishoudens van stroom voorzien, maar nieuwere modellen zijn nog groter. van General Electric website vermeldt maten tot 3,4 megawatt voor gebruik op het land en tot zes megawatt voor gebruik op zee. Andere toonaangevende fabrikanten van windturbines zijn Vestas, Goldwind, Enercon, Siemens, Sulzon, Gamesa, United Power, Ming Yang en Nordex.
Grote en zware windturbines hebben grotere funderingen nodig en kosten meer om te installeren. Windturbines op zee moeten worden ontworpen voor oceaanomstandigheden. Windturbines draaien zelden op vol vermogen omdat hun energieopwekking weersafhankelijk is.
Naast windturbines heeft een windpark een systeem voor het verzamelen van elektrische energie, transformatoren, een communicatienetwerk en onderstations nodig. Bovendien wordt een toezicht- en data-acquisitie-informatiesysteem (SCADA) gebruikt om de prestaties te bewaken. Een ingenieur kan geschikte apparatuur en turbineplaatsing aanbevelen op basis van uw locatie, financiën en energiedoelstellingen.
Veilige transmissiecapaciteit
Als u een windmolenpark op commerciële schaal plant, heeft u een manier nodig om energie te leveren aan groothandels- of detailhandelsklanten. Meestal zijn hiervoor transmissielijnen nodig die de output van uw windpark verbinden met het elektriciteitstransmissienetwerk - het energienet - in uw regio. Commerciële windparken op afgelegen locaties kunnen het een uitdaging vinden om transmissiecapaciteit en interconnectiviteit met het net veilig te stellen.
Als alternatief kunnen kleinere windparken worden gebruikt als een specifieke elektriciteitsbron voor een gemeenschap of bedrijf. In deze gevallen hoeft het windpark geen aansluiting op het reguliere elektriciteitsnet te hebben. Om overtollige stroom te verkopen, hebt u echter nog steeds een manier nodig om die stroom aan het elektriciteitsbedrijf te leveren.
Neem voor meer informatie contact op met het National Renewable Energy Laboratory (NREL), dat samenwerkt met windontwikkelaars om de transmissiecapaciteit en interconnectiviteit veilig te stellen. De Utility Wind Integration Group levert ook middelen voor het aansluiten van een windpark op het elektrische systeem.
De apparatuur installeren, testen en gebruiken
De bouw van het windpark kan binnen enkele maanden worden voltooid. Het is echter mogelijk dat u eerst wegen op de locatie moet aanleggen om de windturbines en ander materieel binnen te halen.
Voor elke windturbine moet je een gat graven en vullen met gewapend beton om als stabiliserende fundering te dienen. Dit proces is veeleisender in rotsachtige omstandigheden of op offshore windparken. Zodra de fundering is voorbereid, moet u de turbines oprichten met gespecialiseerde takels.
Vervolgens installeer je de elektrische bedrading en systemen en voer je tests uit om ervoor te zorgen dat alle elementen goed werken. Het duurt vaak zes maanden voordat de knikken zijn gladgestreken en het windpark de volledige commerciële productiecapaciteit bereikt.
Elke windturbine heeft ongeveer een week routine-onderhoud per jaar nodig. De American Wind Energy Association zegt dat er één windtechnicus nodig is om elke 10 megawatt geïnstalleerde opwekkingscapaciteit te onderhouden.
