כמה אדמה דרושה לטורבינות רוח?

מאז 2007, יכולת ייצור הרוח בארצות הברית צמחה בקצב של 30 אחוזים בשנה, מהירה יותר מכל טכנולוגיית ייצור חשמל אחרת. קצב הצמיחה ממשיך לעלות למרות המורכבות של השימוש בטכנולוגיית הרוח. לדוגמא, עדיין ישנן שאלות בנוגע לפריסה נכונה של חוות רוח וכמות השטח הנדרשת להתקנתן ביעילות. לפרויקטים של כוח רוח בקנה מידה שימושי וטורבינות רוח למגורים יש מערך נפרד של שיקולי תכנון.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

טורבינות רוח זקוקות לזרימה או אוויר ללא שינוי ללא הפרעה כדי לעבוד בצורה יעילה, מה שאומר שאסור שיהיו חסימות בקרבת מקום. חוקרים הציעו כי לטורבינות רוח למגורים זה מספיק 150 מטר ממכשולים סמוכים. במקרה של ריווח בין חוות רוח, הטורבינות צריכות להיות במרחק של לפחות 7 קוטר רוטור זה מזה.

טורבינת רוח יעילה ביותר כאשר היא פועלת בזרימת אוויר קבועה, חלקה, ללא שינוי וללא הפרעה. זה לעולם לא קורה בעולם האמיתי, אך כאשר מתכננים היכן להתקין טורבינת רוח המיקומים צריכים להיות קרובים ככל האפשר לאידיאל. במערכות מגורים זו לא כל כך שאלה כמה שטח טורבינת הרוח זקוקה אלא כמה מרחק נדרש בין טורבינת הרוח לבין מכשולים אחרים. כלל אצבע הוא להתקין טורבינת רוח במרחק 150 מטר מכל מכשול סמוך, ובגובה. כאלה שתחתית להבי הרוטור תהיה 9 מטר מעל המחסומים, כולל מבנים ו עצים.

חוות רוח הן מערכים של טורבינות גדולות שנועדו לייצר כוח חשמלי בקנה מידה. הטורבינות הגדולות בחוות רוח אינן שונות מטורבינות מגורים מבחינה אחת: הן פועלות בצורה הטובה ביותר עם רוח זורמת חלקה. אם משהו מפריע לזרימת האוויר, זה יוצר מערבולת, מה שהופך את הטורבינה ליעילה פחות. כל טורבינת רוח יוצרת מערבולת באזור שמאחוריה ומסביב לה, ולכן צריך למרוח את הטורבינות היטב זו מזו. המרחקים במקרה זה מתבטאים בקוטר הרוטור. כלל האצבע עבור המרווח בין חוות הרוח הוא שטורבינות נמצאות במרחק של 7 קוטר רוטור זה מזה. אז רוטור של 80 מטר (262 רגל) יצטרך להיות 560 מטר - יותר משליש מייל - מטורבינות סמוכות. חוקרים מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס הציעו כי מרווח כפול יותר יגדיל את היעילות הכוללת.

כללי אצבע הם בדיוק זה: ביטויים פשוטים כדי לקבל מושג גס על דרישות המערכת. כדי לגלות מה קורה בעולם האמיתי, חוקרים במעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת, NREL, סקרו 172 פרויקטים גדולים של כוח רוח בכדי לראות כמה אדמות הם באמת משתמשים. השימוש היבשתי היבשתי הוא מדד לשטח של דברים כמו משטח מגדל הבטון, תחנות הכוח ודרכי גישה חדשות. בארצות הברית השימוש היבשתי הישיר בטורבינות רוח מגיע לשלושה רבעי דונם לקיבולת מדורגת למגה וואט. כלומר, טורבינת רוח של 2 מגה וואט תדרוש 1.5 דונם קרקע.

בכל חוות רוח יש הרבה מקום בין טורבינות. חלק מהמרחב הזה הוא למזער מערבולת, אבל חלק הוא לעקוב אחר קווי הרכס או להימנע ממכשולים אחרים. חלק ניכר משטח זה משמש למטרות אחרות, כגון חוות חקלאיות. חוקרי NREL סקרו גם את השימוש הכולל הזה בקרקע. הם מצאו ממוצע גס של 4 מגה וואט לקילומטר מרובע (כ -10 מגה וואט לקילומטר מרובע). אז טורבינת רוח של 2 מגה וואט תדרוש שטח כולל של כחצי קמ"ר (כשני עשיריות מ"ר).

דרישות הרגולציה מפעילות במידה רבה את אזור טורבינות הרוח הנדרשות. בארצות הברית יש יותר מ -3,000 מחוזות - רובם אחראים לתקנות אזור הרוח - ולא סביר שלכל אחד מהם יהיה מומחה להצבת טורבינות רוח. זה מוביל לתקנות די שרירותיות. ההוראות לגבי נסיגות הן דוגמה טובה ויכולות להשפיע על כמות השטח שמערך הטורבינה זקוק לו. מכיוון שטכנולוגיית הרוח יחסית חדשה ומשתנה במהירות, אין הרבה נתונים על החסרונות או הסכנות הטומנות בטורבינות. ליד מבנים אחרים, כך שישנן החלטות כמעט אקראיות לגבי טורבינות הרוח המינימליות למרחק צריכות להיות ממוקמות מקווי הרכוש. תקנות הכישלון בארצות הברית משתנות ממרחק "כך שרעש מהטורבינות איננו חדירה, "עד" גובה כפול של המערכת, כולל להבי הרוטור, "ל -304.8 מטרים אחידים (1,000 רגליים).