2007 년 이후 미국의 풍력 발전 용량은 다른 발전 기술보다 빠른 속도로 매년 30 % 씩 증가했습니다. 풍력 기술 활용의 복잡성에도 불구하고 성장률은 계속 증가하고 있습니다. 예를 들어, 풍력 발전 단지의 적절한 배치와이를 효율적으로 설치하는 데 필요한 토지 면적에 대한 의문이 여전히 남아 있습니다. 유틸리티 규모의 풍력 발전 프로젝트와 주거용 풍력 터빈에는 완전히 별도의 설계 고려 사항이 있습니다.
TL; DR (너무 김; 읽지 않음)
풍력 터빈은 효과적으로 작동하려면 변하지 않는 중단없는 흐름 또는 공기가 필요합니다. 즉, 근처에 장애물이 없어야합니다. 연구원들은 주거용 풍력 터빈의 경우 인근 장애물에서 150m 떨어진 곳에 있으면 충분하다고 제안했습니다. 풍력 발전 단지 간격의 경우 터빈은 로터 직경이 서로 7 이상 떨어져 있어야합니다.
주거 시스템
풍력 터빈은 안정적이고 부드러 우며 변하지 않고 중단없는 공기 흐름에서 작동 할 때 가장 효과적입니다. 현실 세계에서는 이런 일이 일어나지 않지만 풍력 터빈을 설치할 위치를 계획 할 때 위치는 가능한 한 이상에 가까워 야합니다. 주거용 시스템의 경우 이것은 풍력 터빈에 필요한 면적이 아니라 풍력 터빈과 다른 장애물 사이에 얼마나 많은 거리가 필요한지에 대한 질문입니다. 경험상 풍력 터빈을 근처 장애물로부터 150 미터 (492.1 피트) 떨어진 높이에 설치하는 것입니다. 로터 블레이드의 바닥이 건물 및 건물을 포함하여 장애물 위로 9 미터 (29.5 피트)가되도록 나무.
바람 농장 터빈 간격
풍력 발전 단지는 유틸리티 규모의 전력을 생성하도록 설계된 대형 터빈의 배열입니다. 풍력 발전 단지의 대형 터빈은 한 가지 측면에서 주거용 터빈과 다르지 않습니다. 부드럽게 흐르는 바람에 가장 잘 작동합니다. 공기 흐름을 방해하는 것이 있으면 난기류가 발생하여 터빈의 효율성이 떨어집니다. 각 풍력 터빈은 그 뒤와 주변 영역에 난류를 생성하므로 터빈은 서로 간격을 잘 유지해야합니다. 이 경우 거리는 로터 직경으로 표현됩니다. 풍력 발전 단지 간격에 대한 일반적인 경험 법칙은 터빈이 서로 약 7 개의 로터 직경 떨어져 있다는 것입니다. 따라서 80 미터 (262 피트) 로터는 인접한 터빈에서 560 미터 (1/3 마일 이상)에 있어야합니다. Johns Hopkins University의 연구원들은 두 배의 간격이 전반적인 효율성을 증가시킬 것이라고 제안했습니다.
직접 토지 이용
경험의 규칙은 시스템 요구 사항에 대한 대략적인 아이디어를 얻기위한 단순화 된 표현입니다. 현실 세계에서 무슨 일이 일어나고 있는지 알아보기 위해 NREL 국립 재생 에너지 연구소의 연구원들은 172 개의 대규모 풍력 프로젝트를 조사하여 그들이 실제로 얼마나 많은 토지를 사용하고 있는지 확인했습니다. 직접 토지 사용은 콘크리트 타워 패드, 변전소 및 새로운 진입로와 같은 것들의 면적을 측정 한 것입니다. 미국에서 풍력 터빈에 대한 직접 토지 사용은 정격 용량의 메가 와트 당 4 분의 3 에이커입니다. 즉, 2 메가 와트 풍력 터빈에는 1.5 에이커의 토지가 필요합니다.
총 풍력 단지 면적
모든 풍력 발전 단지에는 터빈 사이에 많은 공간이 있습니다. 그 공간 중 일부는 난류를 최소화하는 것이지만 일부는 능선을 따르거나 다른 장애물을 피하는 것입니다. 이 지역의 대부분은 농업 농장과 같은 다른 목적으로 사용됩니다. NREL 연구원들은이 총 토지 사용도 조사했습니다. 그들은 평방 킬로미터 당 대략 평균 4 메가 와트 (평방 마일 당 약 10 메가 와트)를 발견했습니다. 따라서 2 메가 와트 풍력 터빈은 약 0.5 제곱 킬로미터 (약 2/10 제곱 마일)의 총 면적이 필요합니다.
규제 요건
규제 요구 사항은 풍력 터빈에 필요한 영역을 크게 좌우합니다. 미국에는 3,000 개 이상의 카운티가 있으며, 대부분은 풍력 구역 규정을 담당하고 있으며, 각 카운티에는 풍력 터빈 위치에 대한 전문가가있을 가능성이 낮습니다. 그것은 매우 임의적 인 규제로 이어집니다. 좌절에 대한 조항은 좋은 예이며 터빈 어레이에 필요한 공간의 양에 영향을 미칠 수 있습니다. 풍력 기술은 비교적 새롭고 빠르게 변화하기 때문에 터빈 배치의 단점이나 위험에 대한 데이터가 많지 않습니다. 따라서 풍력 터빈이 대지 경계선으로부터 위치해야하는 최소 거리에 대한 거의 무작위적인 결정이 있습니다. 미국의 후퇴 규정은 거리에 따라 다르므로 "터빈의 소음이 "로터 블레이드를 포함한 시스템 높이의 2 배"로 균일 한 304.8 미터 (1,000 피트).