Desde 2007, la capacidad de generación de energía eólica en los Estados Unidos ha crecido a un ritmo del 30 por ciento anual, más rápido que cualquier otra tecnología de generación de energía. La tasa de crecimiento continúa aumentando a pesar de la complejidad de utilizar la tecnología eólica. Por ejemplo, todavía hay dudas sobre el diseño adecuado de los parques eólicos y la cantidad de terreno necesario para instalarlos de manera eficiente. Los proyectos de energía eólica a escala de servicios públicos y las turbinas eólicas residenciales tienen un conjunto completamente separado de consideraciones de diseño.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
Las turbinas eólicas necesitan un flujo o aire invariable e ininterrumpido para funcionar de manera eficaz, lo que significa que no debe haber obstrucciones cerca. Los investigadores han sugerido que para las turbinas eólicas residenciales, a 150 metros de las obstrucciones cercanas es suficiente. En el caso del espaciamiento de los parques eólicos, las turbinas deben tener una distancia de al menos 7 diámetros de rotor entre sí.
Sistemas residenciales
Una turbina eólica es más eficaz cuando funciona con un flujo de aire constante, suave, invariable e ininterrumpido. Eso nunca sucede en el mundo real, pero al planificar dónde instalar una turbina eólica, las ubicaciones deben estar lo más cerca posible de la ideal. Para los sistemas residenciales, esto no es tanto una cuestión de cuánta área necesita la turbina eólica sino de cuánta distancia se requiere entre la turbina eólica y otras obstrucciones. Una regla general es instalar una turbina eólica a 150 metros (492,1 pies) de distancia de cualquier obstrucción cercana y a una altura de manera que la parte inferior de las palas del rotor esté a 9 metros (29,5 pies) por encima de las obstrucciones, incluidos edificios y árboles.
Espaciado de turbinas de parques eólicos
Los parques eólicos son conjuntos de grandes turbinas diseñadas para generar energía eléctrica a gran escala. Las grandes turbinas de los parques eólicos no se diferencian de las turbinas residenciales en un aspecto: funcionan mejor con un viento suave. Si algo perturba el flujo de aire, crea turbulencias, lo que hace que la turbina sea menos eficiente. Cada aerogenerador crea turbulencias en el área detrás y alrededor de él, por lo que las turbinas deben estar bien espaciadas entre sí. Las distancias en este caso se expresan en diámetros de rotor. La regla general para el espaciamiento de los parques eólicos es que las turbinas están a una distancia aproximada de 7 diámetros de rotor entre sí. Por lo tanto, un rotor de 80 metros (262 pies) debería estar a 560 metros (más de un tercio de milla) de las turbinas adyacentes. Investigadores de la Universidad Johns Hopkins han propuesto que el doble de espacio aumentaría la eficiencia general.
Uso directo de la tierra
Las reglas generales son solo eso: expresiones simplificadas para tener una idea aproximada de los requisitos del sistema. Para averiguar qué está sucediendo en el mundo real, los investigadores del Laboratorio Nacional de Energía Renovable, NREL, encuestaron 172 proyectos de energía eólica a gran escala para ver cuánta tierra están usando realmente. El uso directo de la tierra es una medida del área de cosas como la plataforma de concreto de la torre, las subestaciones eléctricas y las nuevas carreteras de acceso. En los Estados Unidos, el uso directo de la tierra para las turbinas eólicas es de tres cuartos de acre por megavatio de capacidad nominal. Es decir, una turbina eólica de 2 megavatios requeriría 1,5 acres de tierra.
Área total del parque eólico
En cualquier parque eólico hay mucho espacio entre turbinas. Parte de ese espacio es para minimizar la turbulencia, pero parte es para seguir las líneas de las crestas o evitar otros obstáculos. Gran parte de esta área se utiliza para otros fines, como granjas agrícolas. Los investigadores de NREL también estudiaron este uso total de la tierra. Encontraron un promedio aproximado de 4 megavatios por kilómetro cuadrado (alrededor de 10 megavatios por milla cuadrada). Entonces, una turbina eólica de 2 megavatios requeriría un área total de aproximadamente medio kilómetro cuadrado (aproximadamente dos décimas de milla cuadrada).
Los requisitos reglamentarios
Los requisitos reglamentarios determinan en gran medida el área que requieren las turbinas eólicas. Hay más de 3,000 condados en los Estados Unidos, la mayoría de ellos responsables de las regulaciones de zonificación eólica, y es poco probable que cada uno tenga un experto en la ubicación de turbinas eólicas. Eso conduce a algunas regulaciones bastante arbitrarias. Las disposiciones para contratiempos son un buen ejemplo y podrían tener un impacto en la cantidad de espacio que necesita una matriz de turbinas. Debido a que la tecnología eólica es relativamente nueva y está cambiando rápidamente, no hay muchos datos sobre las desventajas o los peligros de ubicar las turbinas. cerca de otras estructuras, por lo que hay algunas decisiones casi aleatorias sobre la distancia mínima que deben ubicarse las turbinas eólicas desde los límites de la propiedad. Las regulaciones de retroceso en los Estados Unidos varían según la distancia "para que el ruido de las turbinas no sea un problema. intrusión, "a" el doble de la altura del sistema, incluidas las palas del rotor, "a un uniforme de 304,8 metros (1.000 pies).