Hvordan bygge en vindkraftgård

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.

Fangstvind i stor skala krever imidlertid en vindmøllepark, 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.

Industrieksperter sier at USA har nok vindressurser til å effektivt doble sin nåværende vindkraftkapasitet, og det gjør det med en rekke miljøfordeler. Bare i Amerika hindrer vindkraft utgivelsen av ca 62 millioner tonn drivhusgasser og konserverer 20 milliarder liter vann hvert år.

Potensielle hindringer for å bygge vindparker inkluderer offentlig kontrovers over vindmøllens plassering, tillater utfordringer, finansieringshensyn og tekniske problemer, som for eksempel behovet for infrastruktur for å overføre kraften til elnettet som serverer 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 vindmøllepark er et stort prosjekt som krever at spesialistgrupper skal håndtere de mange aspektene av prosjektet fra oppfattelsen 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 turbinerne selv, er det 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, og for mye vind kan faktisk spenne utstyr og gjøre prosjektet dyrere.

Spesielle vindhastighetskart vil hjelpe deg med å identifisere en region med egnede vindressurser. U. S. Department of Energy tilbyr for eksempel et praktisk vind kart, men du kan også bruke et verktøy som kalles et anemometer for å måle vindenergi på et bestemt sted, og enkelte stater tilbyr til og med anemometer låneprogrammer. 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.

Vurdering av risikoer, gårdskostnader og finansiering

Spinnbladene på vindturbiner kan drepe truede fugler, flaggermus, rovfugler og vannfugler, så det er best å plassere turbiner bort fra travle dyrelivskorridorer og årlige trekkveier. U. S. Fisk og viltstasjonens rådgivende råd for vindturbinråd anbefaler bruk av en tierad tilnærming som inkluderer en foreløpig vurdering, karakterisering av områder og feltstudier for å forutsi og vurdere arter og habitater som er skadet av vindparken.

Som nettstedutvikler må du jobbe tett med det aktuelle regjeringsbyrået (eller tillate myndighet) for å redusere og redusere dødsfall av dyr på grunn av vindparken. I noen tilfeller kan du få lov til å bygge vindparken hvis du endrer driften til å være mer dyrelivsvennlig - for eksempel kan du bli pålagt å midlertidig stoppe turbiner i løpet av migrasesongen og i perioder med lav vind, når flaggermus er mest Aktiv og kraftutbytte er minimal.

Tenk på hvor mye energi du vil produsere - eller hvor mye nettstedet kan produsere - og hvor mye penger du kan bruke. Å kjøpe vindturbiner alene kan sette deg tilbake til et gjennomsnitt på $ 1. 37 millioner per megawatt kapasitet.

Generelt er det billigere for verktøy å utvikle vindkraftanlegg enn det er for private investorer fordi verktøyene kan trekke seg til gunstige finansieringsstrukturer som reduserer kostnadene med om lag 30%, eller om lag 1, 4 cent per kilowatt-time, ifølge en rapport finansiert av US Department of Energy.

Statsstimuleringsprogrammer gjør det også lettere å utvikle en vindmøllepark. Produksjonsskattkreditten (PTC) gir nå en skatt på 2,3 ¢ / kilowatt-time i løpet av det første tiåret av driften. 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 å finansiere vindprosjektet, plugg dine spesifikke detaljer i det interaktive BITES-verktøyet (Bygg, Industri, Transport og Elektrisitet Scenarier) levert av National Renewable Energy Laboratory. Du vil kanskje også bla gjennom databasen over statlige og føderale insentiver for fornybar energi.

Sørg for at gården oppfyller juridiske krav

Elektrisitetsprodusentene er underlagt føderale lover, for eksempel loven om offentlig bruk av lovgivningsloven fra 1978 (PURPA), energipolitiske loven fra 2005 (EPACT 2005) og energibeslutningen og sikkerhet Akt av 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 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 hende at det er betinget av en formell vurdering av miljøpåvirkning.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, jo større vindturbin er 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 nettside 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. Husk at vindturbiner sjelden kjører på full kapasitet siden deres energiproduksjon er vær-avhengig.

I tillegg til vindmøller krever en vindmøllepark et strømforsyningssystem, transformatorer, et kommunikasjonsnettverk og stasjoner, og et SCADA (overvåkingssystem og datainnsamlingsinformasjonssystem) brukes til å overvåke ytelsen. Din ingeniør vil anbefale egnet utstyr og turbineplassering basert på nettsted, økonomi og energimål.

Sikker overføringskapasitet

Hvis du planlegger en vindkraftpark i kommersiell skala, må du levere energi til grossist- eller detaljhandelskunder. Vanligvis krever dette overføringslinjer som knytter utgangen fra vindmølleparken til det elektriske kraftoverføringsnettverket, eller energi "rutenett" 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 til 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.

Installere, teste og kjøre utstyret

Bygging av vindparker kan utføres 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, og denne prosessen er mer krevende i steinete forhold eller offshore vindparker.Når grunnlaget er utarbeidet, må du imidlertid opprette turbiner med spesialiserte taljer.

Deretter setter du de elektriske ledningene og systemene på plass og kjører tester for å sikre at alle elementene fungerer som de skal. Det tar ofte seks måneder før alle kinks blir stryket 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.