Колко земя е необходима за вятърни турбини?

От 2007 г. капацитетът за производство на вятър в Съединените щати нараства със скорост от 30 процента годишно, по-бързо от всяка друга технология за производство на енергия. Темпът на растеж продължава да се увеличава, въпреки сложността на използването на вятърни технологии. Например все още има въпроси относно правилното разположение на вятърните паркове и размера на земната площ, необходима за ефективното им инсталиране. Полезни проекти за вятърна енергия и жилищни вятърни турбини имат цял ​​отделен набор от съображения за проектиране.

TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)

Вятърните турбини се нуждаят от неизменен и непрекъснат поток или въздух, за да работят ефективно, което означава, че наблизо не трябва да има препятствия. Изследователите предполагат, че за жилищни вятърни турбини е достатъчно на 150 метра от близките препятствия. В случай на разстояния между вятърните паркове, турбините трябва да са на разстояние най-малко 7 диаметра на ротора една от друга.

Вятърната турбина е най-ефективна, когато работи в стабилен, плавен, непроменен и непрекъснат въздушен поток. Това никога не се случва в реалния свят, но когато планирате къде да инсталирате вятърна турбина, местата трябва да бъдат възможно най-близо до идеалните. За жилищните системи това не е толкова въпрос за това колко площ се нуждае от вятърната турбина, а от това колко разстояние се изисква между вятърната турбина и други препятствия. Основно правило е да се инсталира вятърна турбина на 150 метра (492,1 фута) от всяка близка пречка и на височина така че дъното на лопатките на ротора да е на 9 метра (29,5 фута) над препятствията, включително сгради и дървета.

Вятърните паркове са масиви от големи турбини, предназначени да генерират електрическа енергия в мащаб. Големите турбини във вятърните паркове не се различават от жилищните турбини в едно отношение: те работят най-добре с плавен вятър. Ако нещо нарушава въздушния поток, то създава турбуленция, което прави турбината по-малко ефективна. Всяка вятърна турбина създава турбуленция в областта зад и около нея, така че турбините трябва да бъдат разположени добре една от друга. Разстоянията в този случай се изразяват в диаметри на ротора. Общото правило за разстоянието между вятърните паркове е, че турбините са на около 7 диаметра на ротора една от друга. Така че 80-метров (262-футов) ротор ще трябва да бъде на 560 метра - повече от една трета от миля - от съседните турбини. Изследователи от университета "Джон Хопкинс" предполагат, че двойно по-голямо разстояние ще увеличи общата ефективност.

Основните правила са точно това: опростени изрази, за да получите груба представа за системните изисквания. За да разберат какво се случва в реалния свят, изследователи от Националната лаборатория за възобновяеми енергийни източници, NREL, изследват 172 мащабни проекта за вятърна енергия, за да видят колко земя всъщност използват. Директното използване на земята е мярка за площта на такива неща като бетонната кула, електрическите подстанции и новите пътища за достъп. В Съединените щати прякото използване на земята за вятърни турбини достига три четвърти от декар на мегават номинална мощност. Тоест за вятърна турбина с мощност 2 мегавата ще са необходими 1,5 акра земя.

Във всеки вятърен парк има много пространство между турбините. Част от това пространство е да се минимизират турбуленциите, но някои трябва да се следват линиите на билото или да се избягват други препятствия. Голяма част от тази площ се използва за други цели, като селскостопански ферми. Изследователите от NREL също са изследвали това общо използване на земята. Те откриха приблизително средно 4 мегавата на квадратен километър (около 10 мегавата на квадратна миля). Така че 2-мегаватната вятърна турбина ще изисква обща площ от около половин квадратен километър (около две десети от квадратната миля).

Нормативните изисквания до голяма степен задвижват района, който вятърните турбини изискват. Има повече от 3000 окръга в Съединените щати - повечето от тях отговарят за разпоредбите за зониране на вятъра - и е малко вероятно всеки да има експерт по местоположението на вятърните турбини. Това води до доста произволни разпоредби. Разпоредбите за неуспехи са добър пример и могат да окажат въздействие върху количеството пространство, от което се нуждае турбинната решетка. Тъй като вятърната технология е сравнително нова и бързо се променя, няма много данни за недостатъците или опасностите от разполагането на турбини в близост до други структури, така че има някои почти случайни решения за минималното разстояние вятърните турбини трябва да бъдат разположени от линиите на собственост. Наредбите за забавяне в САЩ варират от разстояние ", така че шумът от турбините не е проникване, "до" двойна височина на системата, включително лопатките на ротора, "до равномерни 304,8 метра (1000 крака).