Berapa Luas Tanah yang Dibutuhkan untuk Turbin Angin?

Sejak 2007, kapasitas pembangkit listrik tenaga angin di Amerika Serikat telah tumbuh dengan kecepatan 30 persen per tahun, lebih cepat daripada teknologi pembangkit listrik lainnya. Laju pertumbuhan terus meningkat meskipun pemanfaatan teknologi angin sangat kompleks. Misalnya, masih ada pertanyaan tentang tata letak kincir angin yang tepat dan luas lahan yang dibutuhkan untuk memasangnya secara efisien. Proyek tenaga angin skala utilitas dan turbin angin perumahan memiliki serangkaian pertimbangan desain yang terpisah.

TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)

Turbin angin membutuhkan aliran atau udara yang tidak berubah dan tidak terputus untuk bekerja secara efektif, yang berarti tidak boleh ada penghalang di dekatnya. Para peneliti telah menyarankan bahwa untuk turbin angin perumahan 150 meter dari penghalang terdekat sudah cukup. Dalam hal jarak ladang angin, turbin harus berjarak setidaknya 7 diameter rotor satu sama lain.

Turbin angin paling efektif bila beroperasi dalam aliran udara yang stabil, halus, tidak berubah, dan tidak terputus. Itu tidak pernah terjadi di dunia nyata, tetapi ketika merencanakan tempat memasang turbin angin, lokasinya harus sedekat mungkin dengan yang ideal. Untuk sistem perumahan, ini bukan pertanyaan tentang berapa banyak area yang dibutuhkan turbin angin, tetapi seberapa jauh jarak yang dibutuhkan antara turbin angin dan penghalang lainnya. Aturan praktisnya adalah memasang turbin angin sejauh 150 meter (492,1 kaki) dari penghalang terdekat, dan pada ketinggian sedemikian rupa sehingga bagian bawah bilah rotor berada 9 meter (29,5 kaki) di atas penghalang, termasuk bangunan dan pohon.

Ladang angin adalah rangkaian turbin besar yang dirancang untuk menghasilkan tenaga listrik skala utilitas. Turbin besar di ladang angin tidak berbeda dengan turbin perumahan dalam satu hal: mereka bekerja paling baik dengan angin yang mengalir lancar. Jika ada yang mengganggu aliran udara, maka akan menimbulkan turbulensi, sehingga turbin menjadi kurang efisien. Setiap turbin angin menciptakan turbulensi di daerah belakang dan sekitarnya, sehingga turbin perlu diberi jarak yang cukup jauh satu sama lain. Jarak dalam hal ini dinyatakan dalam diameter rotor. Aturan umum untuk jarak ladang angin adalah bahwa turbin berjarak sekitar 7 diameter rotor satu sama lain. Jadi rotor sepanjang 80 meter (262 kaki) harus berjarak 560 meter -- lebih dari sepertiga mil -- dari turbin yang berdekatan. Para peneliti di Universitas Johns Hopkins telah mengusulkan bahwa jarak dua kali lebih banyak akan meningkatkan efisiensi secara keseluruhan.

Aturan praktisnya hanya itu: ekspresi yang disederhanakan untuk mendapatkan gambaran kasar tentang persyaratan sistem. Untuk mengetahui apa yang terjadi di dunia nyata, para peneliti di National Renewable Energy Laboratory, NREL, menyurvei 172 proyek pembangkit listrik tenaga angin skala besar untuk melihat berapa banyak lahan yang benar-benar mereka gunakan. Penggunaan lahan langsung adalah ukuran luas dari hal-hal seperti pad menara beton, gardu listrik dan jalan akses baru. Di Amerika Serikat, penggunaan lahan langsung untuk turbin angin mencapai tiga perempat acre per megawatt kapasitas terukur. Artinya, turbin angin 2 megawatt akan membutuhkan lahan seluas 1,5 hektar.

Di setiap ladang angin ada banyak ruang di antara turbin. Beberapa dari ruang itu untuk meminimalkan turbulensi, tetapi beberapa untuk mengikuti garis punggungan atau menghindari rintangan lain. Sebagian besar wilayah ini digunakan untuk tujuan lain, seperti pertanian pertanian. Para peneliti NREL juga mensurvei total penggunaan lahan ini. Mereka menemukan rata-rata 4 megawatt per kilometer persegi (sekitar 10 megawatt per mil persegi). Jadi turbin angin 2 megawatt akan membutuhkan luas total sekitar setengah kilometer persegi (sekitar dua per sepuluh mil persegi).

Persyaratan peraturan sebagian besar mendorong area yang dibutuhkan turbin angin. Ada lebih dari 3.000 kabupaten di Amerika Serikat -- sebagian besar dari mereka bertanggung jawab atas peraturan zonasi angin -- dan kecil kemungkinan masing-masing memiliki ahli dalam penempatan turbin angin. Itu mengarah pada beberapa peraturan yang cukup sewenang-wenang. Ketentuan untuk kemunduran adalah contoh yang baik, dan dapat berdampak pada jumlah ruang yang dibutuhkan susunan turbin. Karena teknologi angin relatif baru dan cepat berubah, tidak banyak data tentang kerugian atau bahaya penempatan turbin. dekat struktur lain, jadi ada beberapa keputusan yang hampir acak tentang jarak minimum turbin angin harus ditempatkan dari garis properti. Regulasi kemunduran di Amerika Serikat bervariasi dari jarak "sehingga kebisingan dari turbin tidak intrusi," hingga "dua kali ketinggian sistem, termasuk bilah rotor," hingga 304,8 meter yang seragam (1.000 kaki).