Ветар је један од најодрживијих природних ресурса Земље када је у питању производња електричне енергије. Да бисте га искористили, све што треба да урадите је да направите турбину на енергију ветра која претвара кретање ваздуха у кинетичку енергију. Међутим, да бисте то урадили у великим размерама, биће вам потребна ветроелектрана — колекција посебно дизајнираних ветротурбина постављених преко пејзажа или океана, где су ветрови стабилни и јаки. Ветротурбине имају више лопатица, које су постављене високо на кулама, које се окрећу на поветарцу и сакупљају снагу.
Стручњаци из индустрије кажу да Сједињене Државе имају довољно ресурса ветра да ефективно удвоструче свој тренутни капацитет производње ветра, и да то долази са низом користи за животну средину. Само у Америци, енергија ветра спречава ослобађање око 62 милиона тона гасова стаклене баште и штеди 20 милијарди галона воде годишње.
Потенцијалне препреке за изградњу ветроелектрана укључују јавну контроверзу око постављања ветротурбина, што дозвољава изазове, финансијски проблеми и техничка питања, као што је потреба за инфраструктуром за пренос енергије у електричну мрежу која служи купаца. Међутим, ако желите да изградите сопствену ветропарк, то није превише тешко учинити.
Почетак: планирање ваше ветроелектране
Изградња ветропарка је велики пројекат који захтева тимове стручњака који ће се бавити многим аспектима пројекта — од концепције и планирања до имплементације. Планирање је посебно кључно за ову врсту генератора енергије. Одговарајућа локација мора бити процењена за било какве ризике по дивље животиње, морају се добити дозволе и тестирати саме турбине.
Прво, обавезно изаберите локацију која има довољно ресурса ветра. Најбоље локације за комерцијалне ветроелектране имају брзину ветра од 13 миља на сат (6 метара у секунди) или више, према Америчко удружење за енергију ветра. Иако се може чинити да што више ветра то боље, превише ветра може оптеретити опрему и поскупити пројекат.
Посебне мапе брзине ветра могу вам помоћи да идентификујете регион са одговарајућим ресурсима ветра. На пример, тхе Министарство енергетике САД нуди згодан карта ветра. Такође можете сами да извршите мерења енергије ветра, користећи алат који се зове анемометар, на локацији коју разматрате. Неке државе чак нуде програме зајма са анемометром. Ваш инжењер може да користи специјализоване услуге и софтвер за оптимизацију локације, као што су Винднавигатор и ГХ ВиндФармер, који анализирају топографију, временске услове и аеродинамику.
Штавише, мораћете да узмете у обзир посебне проблеме у вези са циљном локацијом, као што су приступ путу, потенцијални утицај буке, треперење сенки са лопатица и културни проблеми.
Процена ризика од дивљих животиња
Лопатице које се окрећу на ветротурбинама могу да убију угрожене птице, слепе мишеве, грабљивице и водене птице, тако да је најбоље да турбине поставите даље од прометних коридора за дивље животиње и годишњих миграторних стаза. Тхе Америчка служба за рибу и дивље животиње Саветодавни комитет за смернице за ветротурбине препоручује вишестепени приступ који укључује прелиминарни приступ процену, карактеризацију локалитета и теренске студије за предвиђање и процену врста и станишта којима су оштећене ветропарка.
Као програмер сајта, мораћете да блиско сарађујете са одговарајућом владином агенцијом (или органом који издаје дозволе) да бисте смањили и ублажили смрт животиња услед ветропарка. У неким случајевима, можда ће вам бити дозвољено да изградите ветропарк у осетљивим областима ако промените његов рад да буде прихватљивији за дивље животиње. На пример, од вас би се могло захтевати да привремено зауставите турбине током сезоне миграције или током периода слабог ветра, када су слепи мишеви најактивнији, а принос енергије минималан.
Трошкови и финансирање ветропарка
Размислите о томе колико енергије желите да произведете – или колико сајт може да произведе – и колико новца можете да потрошите. Сама куповина ветротурбина може да вас врати у просеку од 1,37 милиона долара по мегавату капацитета.
Генерално, за комуналне компаније је јефтиније да развијају ветроелектране него за приватне инвеститоре, јер комунална предузећа могу искористити повољне финансијске структуре које смањују трошкове за око 30%, или око 1,4 цента по киловат-сату, према извештају који финансира америчко Министарство Енергија.
Владини стимулативни програми такође олакшавају развој ветропарка. Порески кредит за производњу (ПТЦ) сада обезбеђује порески кредит од 2,3 цента по киловат-сату током прве деценије рада.
Да бисте пројектовали нивелисани трошак финансирања вашег пројекта ветра, укључите своје специфичне детаље у интерактивни БИТЕС тоолс (сценарији зграда, индустрије, транспорта и електричне енергије) које је обезбедила Национална лабораторија за обновљиву енергију. Можда ћете желети и да прегледате базу података о државни и савезни подстицаји за обновљиву енергију.
Уверите се да ваша фарма испуњава законске услове
Произвођачи електричне енергије су регулисани савезним законима као што је Закон о регулаторној политици јавних комуналних предузећа из 1978. (ПУРПА), Закон о енергетској политици из 2005. (ЕПАЦТ 2005.) и Закон о енергетској независности и безбедности из 2007. (ЕИСА 2007). Поједине државе такође имају различита тумачења о томе како се ови савезни закони примењују, и имају различити мандати за промовисање обновљиве енергије кроз законе о стандардима обновљивих портфеља (РПС).
Адвокат или консултант који је специјализован за развој обновљивих извора енергије може вам помоћи да се снађете у законима који регулишу ваш предложени пројекат. Ови људи вам такође могу помоћи да добијете различите грађевинске и еколошке дозволе које ће вам требати од владиних агенција.
Ако ће ваша ветропарка бити на државној имовини или има партнера савезне агенције, дозвола може зависити од формалног процеса процене утицаја на животну средину. На пример, ветроелектране које се налазе на имању којим управља амерички Биро за управљање земљиштем су регулисане одређеним смерницама намењеним заштити федерално заштићених врста и других природних ресурса.
Идентификујте опрему и дизајн ветропарка
Модерне турбине на ветар су елегантније и веће од старомодних ветрењача, са огромним лопатицама и кулама високим као високе зграде. Прецизно постављање ових турбина на ветропарк утиче на његову укупну производњу енергије.
Као опште правило, што је ветротурбина већа, то је већи њен производни капацитет. Најчешће инсталирана ветротурбина има капацитет од 1,5 мегавата и може да напаја до 500 домова, али новији модели су још већи. Генерал Елецтриц-а веб локација наводи величине до 3,4 мегавата за употребу на копну и до шест мегавата за употребу на мору. Остали водећи произвођачи ветротурбина су Вестас, Голдвинд, Енерцон, Сиеменс, Сулзон, Гамеса, Унитед Повер, Минг Ианг и Нордек.
Велике и тешке турбине на ветар захтевају веће темеље, а њихова инсталација кошта више. Турбине на ветар на мору морају бити пројектоване за услове океана. Ветротурбине ретко раде пуним капацитетом јер њихова производња енергије зависи од временских услова.
Поред ветротурбина, ветропарк захтева систем за прикупљање електричне енергије, трансформаторе, комуникациону мрежу и подстанице. Штавише, информациони систем надзорне контроле и аквизиције података (СЦАДА) се користи за праћење перформанси. Инжењер може препоручити одговарајућу опрему и постављање турбине на основу ваше локације, финансија и енергетских циљева.
Сигурни преносни капацитет
Ако планирате комерцијални ветропарк, потребан вам је начин да испоручите енергију купцима на велико или мало. Обично су за ово потребни далеководи који повезују излаз вашег ветропарка са мрежом за пренос електричне енергије – енергетском мрежом – у вашем региону. Комерцијалне ветроелектране на удаљеним локацијама могу наћи изазов да обезбеде преносни капацитет и међусобну повезаност са мрежом.
Алтернативно, мање ветроелектране се могу користити као наменски извор електричне енергије за заједницу или посао. У овим случајевима, ветропарк можда неће захтевати везу са редовном електричном мрежом. Међутим, да бисте продали вишак енергије, и даље вам је потребан начин да ту снагу испоручите електричном предузећу.
За више информација, проверите у Националној лабораторији за обновљиву енергију (НРЕЛ), која ради са произвођачима ветра како би обезбедила преносни капацитет и међусобну повезаност. Утилити Винд Интегратион Гроуп такође обезбеђује ресурсе за повезивање ветропарка у електрични систем.
Инсталирајте, тестирајте и покрените опрему
Изградња ветропарка може бити завршена за неколико месеци. Међутим, можда ћете прво морати да изградите путеве до локације за довлачење турбина на ветар и друге опреме.
За сваку турбину на ветар, мораћете да ископате рупу и попуните је армираним бетоном који ће служити као стабилизујући темељ. Овај процес је захтевнији у стеновитим условима или на приобалним ветропарковима. Када је основа припремљена, мораћете да подигнете турбине са специјализованим дизалицама.
Затим ћете поставити електричне ожичење и системе и извршити тестове како бисте били сигурни да сви елементи исправно функционишу. Често је потребно шест месеци пре него што се прегиби испеглају и ветропарк постигне пун комерцијални производни капацитет.
Свакој турбини на ветар је потребно око недељу дана редовног одржавања годишње. Америчко удружење за енергију ветра каже да је потребан један техничар за ветар да сервисира сваких 10 мегавата инсталираног производног капацитета.
