რამდენი მიწაა საჭირო ქარის ტურბინებისთვის?

2007 წლიდან შეერთებულ შტატებში ქარის გამომუშავების სიმძლავრე 30 პროცენტით გაიზარდა წელიწადში, უფრო სწრაფია ვიდრე ენერგიის გამომუშავების ნებისმიერი სხვა ტექნოლოგია. ზრდის ტემპი იზრდება მიუხედავად ქარის ტექნოლოგიის გამოყენების სირთულისა. მაგალითად, ჯერ კიდევ არსებობს კითხვები ქარის სადგურების სწორ განლაგებასთან და მიწის ეფექტურად დაყენებასთან დაკავშირებით. კომუნალური მასშტაბის ქარის ენერგიის პროექტებსა და საცხოვრებელ ქარის ტურბინებს აქვთ დიზაინის გათვალისწინება.

TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)

ქარის ტურბინებს სჭირდებათ უცვლელი და უწყვეტი დინება ან ჰაერი ეფექტურად მუშაობისთვის, რაც იმას ნიშნავს, რომ ახლომახლო დაბრკოლებები არ უნდა არსებობდეს. მკვლევარების ვარაუდით, საცხოვრებელი ქარის ტურბინებისთვის 150 მეტრში საკმარისია ახლომდებარე დაბრკოლებებიდან. ქარის ელექტროსადგურების დაშორების შემთხვევაში, ტურბინები უნდა იყოს დაშორებული მინიმუმ 7 როტორის დიამეტრიდან ერთმანეთისგან.

ქარის ტურბინა ყველაზე ეფექტურია, როდესაც ის მუშაობს ჰაერის სტაბილურ, გლუვ, უცვლელ და უწყვეტ დინებაში. ეს არასოდეს ხდება რეალურ სამყაროში, მაგრამ ქარის ტურბინის დაყენების დაგეგმვისას ადგილები მაქსიმალურად ახლოს უნდა იყოს იდეალურთან. საცხოვრებელი სისტემებისთვის ეს არ არის აქ საკითხი, თუ რამდენი ფართობი სჭირდება ქარის ტურბინს, არამედ რამდენი მანძილია საჭირო ქარის ტურბინსა და სხვა დაბრკოლებებს შორის. ძირითადი წესია ქარის ტურბინის დაყენება 150 მეტრით (492,1 ფუტი) დაშორებით ნებისმიერი დაბრკოლებისგან და სიმაღლეზე ისეთი, რომ როტორის პირების ფსკერი 9 მეტრი (29.5 ფუტი) იყოს დაბრკოლებებზე, შენობების ჩათვლით და ხეები.

ქარის ელექტროსადგურები დიდი ტურბინების მასივებია, რომლებიც შექმნილია სასარგებლო მასშტაბის ელექტროენერგიის წარმოსაქმნელად. ქარის სადგურებში დიდი ტურბინები არაფრით განსხვავდება საცხოვრებელი ტურბინებისგან ერთი მხრივ: ისინი საუკეთესოდ მუშაობენ გლუვი დინების ქარში. თუ რაიმე არღვევს ჰაერის ნაკადს, ეს ქმნის ტურბულენტობას, რაც ტურბინას ნაკლებად ეფექტურს ხდის. თითოეული ქარის ტურბინა ქმნის ტურბულენციას მის უკან და მის მიმდებარე ტერიტორიაზე, ამიტომ ტურბინები ერთმანეთისგან ერთმანეთისგან კარგად დაშორებაა საჭირო. მანძილი ამ შემთხვევაში გამოხატულია როტორის დიამეტრით. ქარის ელექტროსადგურების დაშორების ზოგადი წესია ის, რომ ტურბინები ერთმანეთისგან დაახლოებით 7 როტორის დიამეტრით არის დაშორებული. ასე რომ, 80 მეტრიანი (262 ფუტიანი) როტორი უნდა იყოს 560 მეტრი - მილის მესამედზე მეტი - მომიჯნავე ტურბინებიდან. ჯონს ჰოპკინსის უნივერსიტეტის მკვლევარების ვარაუდით, ორჯერ მეტი მანძილი გაზრდის მთლიან ეფექტურობას.

წესები მხოლოდ ეს არის: გამარტივებული გამონათქვამები სისტემის მოთხოვნების უხეში წარმოდგენის მისაღებად. იმის გასარკვევად, თუ რა ხდება რეალურ სამყაროში, განახლებადი ენერგიის ეროვნული ლაბორატორიის, NREL– ის მკვლევარებმა შეისწავლეს ქარის ენერგიის 172 მასშტაბური პროექტი, რომ დაინახონ, თუ რამდენს იყენებენ ისინი მიწაში. მიწის პირდაპირი გამოყენება არის ისეთი რამის ფართობი, როგორიცაა ბეტონის კოშკის ბალიში, ელექტროსადგურების და ახალი მისასვლელი გზების. შეერთებულ შტატებში, ქარის ტურბინების პირდაპირი მიწათსარგებლობა შედის ჰექტარზე სამი მეოთხედი მეგავატის ნომინალური სიმძლავრისთვის. ანუ, 2 მეგავატიანი ქარის ტურბინას დასჭირდება 1,5 ჰექტარი მიწა.

ნებისმიერ ქარის სადგურში ტურბინებს შორის დიდი სივრცეა. ამ სივრცის ზოგიერთი ნაწილი ტურბულენტობის მინიმიზაციისთვისაა, მაგრამ ზოგი ქედის ხაზების დაცვა ან სხვა დაბრკოლებების თავიდან აცილებაა. ამ ტერიტორიის დიდი ნაწილი სხვა მიზნებისთვის გამოიყენება, მაგალითად, სასოფლო-სამეურნეო მეურნეობებისთვის. NREL– ის მკვლევარებმა ასევე შეისწავლეს მიწების ამ მთლიანი გამოყენება. მათ აღმოაჩინეს უხეშად საშუალო 4 მეგავატი კვადრატულ კილომეტრზე (დაახლოებით 10 მეგავატი კვადრატულ მილზე). ასე რომ, 2 მეგავატიანი ქარის ტურბინას დასჭირდება დაახლოებით ნახევარი კვადრატული კილომეტრი (კვადრატული მილის დაახლოებით ორი მეათედი).

მარეგულირებელი მოთხოვნები მეტწილად განაპირობებს ტერიტორიის საჭირო ქარის ტურბინებს. შეერთებულ შტატებში 3000-ზე მეტი ქვეყანაა - უმეტესობა პასუხისმგებელია ქარის ზონირების რეგულაციებზე - და ნაკლებად სავარაუდოა, რომ თითოეულ მათგანს ჰყავდეს ქარის ტურბინების განლაგების ექსპერტი. ეს იწვევს საკმაოდ თვითნებურ რეგულაციებს. უკუგების დებულებები კარგი მაგალითია და შეიძლება გავლენა იქონიოს ტურბინის მასივზე საჭირო ადგილის რაოდენობაზე. იმის გამო, რომ ქარის ტექნოლოგია შედარებით ახალია და სწრაფად იცვლება, არ არსებობს ბევრი მონაცემები ჯდომის ტურბინების უარყოფითი მხარეების ან საფრთხეების შესახებ სხვა სტრუქტურების მახლობლად, ამიტომ არსებობს თითქმის შემთხვევითი გადაწყვეტილებები მინიმალური დაშორების ქარის ტურბინების შესახებ უნდა განთავსდეს ქონების ხაზებიდან. უკუგების რეგულაციები შეერთებულ შტატებში განსხვავდება მანძილიდან "ისე, რომ ტურბინებიდან ხმაური არ იყოს შეჭრა სისტემის "ორჯერ სიმაღლეზე, როტორის პირების ჩათვლით", 304,8 მეტრამდე (1000) ფეხები).