Kolik půdy je potřeba pro větrné turbíny?

Od roku 2007 rostla kapacita výroby větru ve Spojených státech tempem 30 procent ročně, rychleji než jakákoli jiná technologie na výrobu energie. Tempo růstu se stále zvyšuje, a to i přes složitost využívání větrné technologie. Například stále existují otázky ohledně správného uspořádání větrných farem a velikosti rozlohy potřebné k jejich efektivní instalaci. Větrné energetické projekty a obytné větrné turbíny mají celou řadu návrhových úvah.

TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)

Větrné turbíny potřebují k efektivní práci neměnný a nepřerušovaný proud nebo vzduch, což znamená, že v blízkosti nesmí být žádné překážky. Vědci navrhli, že pro obytné větrné turbíny 150 metrů od překážek v okolí stačí. V případě rozestupu větrné farmy musí být turbíny od sebe vzdáleny nejméně 7 průměrů rotoru.

Větrná turbína je nejúčinnější, když pracuje ve stálém, plynulém, neměnném a nepřerušovaném proudu vzduchu. To se ve skutečném světě nikdy nestane, ale při plánování instalace větrné turbíny musí být umístění co nejblíže ideálu. U obytných systémů nejde ani tak o to, jakou plochu potřebuje větrná turbína, ale kolik vzdálenosti je zapotřebí mezi větrnou turbínou a jinými překážkami. Pravidlem je instalace větrné turbíny 150 metrů (492,1 stop) od jakékoli blízké překážky a ve výšce tak, že dno listů rotoru bude 9 metrů (29,5 stop) nad překážkami, včetně budov a stromy.

Větrné farmy jsou soustava velkých turbín určených k výrobě elektrické energie v užitkovém měřítku. Velké turbíny ve větrných farmách se v jednom ohledu neliší od obytných turbín: fungují nejlépe s plynulým prouděním větru. Pokud něco narušuje proudění vzduchu, vytváří turbulence, což činí turbínu méně efektivní. Každá větrná turbína vytváří turbulence v oblasti za a kolem ní, takže turbíny musí být od sebe vzdáleny dostatečně daleko. Vzdálenosti jsou v tomto případě vyjádřeny v průměrech rotoru. Obecným pravidlem pro vzdálenost větrných farem je, že turbíny jsou od sebe vzdáleny přibližně 7 průměrů rotoru. Takže 80metrový rotor by musel být 560 metrů - více než třetina míle - od sousedních turbín. Vědci z Univerzity Johnse Hopkinse navrhli, aby dvojnásobný rozestup zvýšil celkovou účinnost.

Pravidla jsou právě tato: zjednodušené výrazy pro získání přibližné představy o systémových požadavcích. Aby zjistili, co se děje ve skutečném světě, výzkumníci z National Renewable Energy Laboratory, NREL, zkoumali 172 rozsáhlých projektů větrné energie, aby zjistili, kolik půdy skutečně využívají. Přímé využití půdy je měřítkem plochy takových věcí, jako je betonová věžová podložka, energetické rozvodny a nové přístupové cesty. Ve Spojených státech přichází přímé využití půdy pro větrné turbíny na tři čtvrtě akru na megawatt jmenovité kapacity. To znamená, že 2megawattová větrná turbína by vyžadovala 1,5 akrů půdy.

V každé větrné farmě je mezi turbínami spousta prostoru. Některým z těchto prostor je minimalizace turbulencí, ale jiným je sledování hřebenových linií nebo vyhýbání se jiným překážkám. Velká část této oblasti se využívá k jiným účelům, jako jsou zemědělské farmy. Výzkumníci NREL také zkoumali toto celkové využití půdy. Zjistili hrubý průměr 4 megawattů na kilometr čtvereční (asi 10 megawattů na čtvereční míli). Větrná turbína o výkonu 2 megawatty by tedy vyžadovala celkovou plochu asi půl čtverečního kilometru (asi dvě desetiny čtvereční míle).

Regulační požadavky do značné míry řídí oblast, kterou větrné turbíny vyžadují. Ve Spojených státech existuje více než 3 000 krajů - většina z nich je odpovědná za regulaci větrných zón - a je nepravděpodobné, že by každý měl odborníka na umístění větrných turbín. To vede k některým docela svévolným předpisům. Opatření pro neúspěchy jsou dobrým příkladem a mohou mít dopad na velikost prostoru, který soustava turbín potřebuje. Jelikož je větrná technologie relativně nová a rychle se měnící, není k dispozici mnoho údajů o nevýhodách nebo nebezpečích při umístění turbín v blízkosti jiných struktur, takže existují určitá téměř náhodná rozhodnutí o minimální vzdálenosti větrných turbín, které by měly být umístěny od linií vlastností. Regulace útlumu ve Spojených státech se liší z dálky, „takže hluk z turbín není narušení „do“ dvojnásobné výšky systému, včetně listů rotoru, „na jednotných 304,8 metrů (1 000 chodidla).