Kiek žemės reikia vėjo jėgainėms?

Nuo 2007 m. Vėjo gamybos pajėgumai JAV augo 30 proc. Per metus, greičiau nei bet kuri kita energijos gamybos technologija. Nepaisant vėjo technologijos naudojimo sudėtingumo, augimo tempas ir toliau didėja. Pavyzdžiui, vis dar kyla klausimų dėl tinkamo vėjo jėgainių išdėstymo ir žemės ploto, reikalingo efektyviam jų įrengimui. Komunalinio masto vėjo jėgainių projektai ir gyvenamosios vėjo jėgainės turi atskirą projektavimo aspektų rinkinį.

TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)

Norint, kad vėjo turbinos veiktų efektyviai, reikia nekintamo ir nenutrūkstamo srauto ar oro, o tai reiškia, kad šalia neturi būti jokių kliūčių. Tyrėjai teigė, kad gyvenamosioms vėjo jėgainėms pakanka 150 metrų atstumu nuo netoliese esančių kliūčių. Jei atstumas tarp vėjo jėgainių, turbinos turi būti mažiausiai 7 rotoriaus skersmens viena nuo kitos.

Vėjo turbina efektyviausia, kai ji veikia tolygiai, sklandžiai, nekintamai ir nenutrūkstamai oro sraute. To niekada nebūna realiame pasaulyje, tačiau planuojant, kur įrengti vėjo jėgainę, vietos turi būti kuo arčiau idealo. Gyvenamosioms sistemoms kyla ne tiek klausimas, kiek ploto reikia vėjo turbinai, o tai, kiek reikia atstumo tarp vėjo turbinos ir kitų kliūčių. Nykščio taisyklė yra įrengti vėjo jėgainę 150 metrų (492,1 pėdos) atstumu nuo bet kokių netoliese esančių kliūčių ir aukštyje. taip, kad rotoriaus mentių apačia būtų 9 metrai (29,5 pėdos) virš kliūčių, įskaitant pastatus ir medžiai.

Vėjo jėgainės yra didelių turbinų masyvai, skirti elektros energijos generavimui. Didžiosios vėjo jėgainių turbinos nesiskiria nuo gyvenamųjų turbinų vienu aspektu: jos geriausiai veikia sklandžiai tekant vėjui. Jei kas nors trikdo oro srautą, tai sukelia turbulenciją, todėl turbina tampa mažiau efektyvi. Kiekviena vėjo turbina sukuria turbulenciją už jos ribų ir aplink ją, todėl turbinas reikia gerai išdėstyti viena nuo kitos. Atstumai šiuo atveju išreiškiami rotoriaus skersmenimis. Bendra vėjo jėgainių atstumo taisyklė yra ta, kad turbinos yra maždaug 7 rotoriaus skersmens atstumu viena nuo kitos. Taigi 80 metrų (262 pėdų) rotorius turėtų būti 560 metrų - daugiau nei trečdalio mylios - atstumu nuo gretimų turbinų. Johns Hopkinso universiteto mokslininkai pasiūlė, kad dvigubai didesnis atstumas padidintų bendrą efektyvumą.

Nykščio taisyklės yra būtent tokios: supaprastintos išraiškos, kad apytiksliai suprastumėte sistemos reikalavimus. Norėdami sužinoti, kas vyksta realiame pasaulyje, Nacionalinės atsinaujinančios energijos laboratorijos (NREL) tyrėjai apklausė 172 didelio masto vėjo jėgainių projektus, kad sužinotų, kiek žemės jie iš tikrųjų naudoja. Tiesioginis žemės naudojimas yra tokių dalykų kaip betoninė bokšto trinkelė, elektros pastotės ir nauji privažiavimo keliai. Jungtinėse Valstijose tiesioginė vėjo jėgainių žemės paskirtis yra trys ketvirtadaliai akrų už nominalios galios megavatą. Tai reiškia, kad 2 megavatų vėjo turbinai reikėtų 1,5 aro žemės.

Bet kuriame vėjo jėgainių parke yra daug vietos tarp turbinų. Dalis tos erdvės yra skirta sumažinti turbulenciją, tačiau dalis - laikytis kalvagūbrio linijų arba vengti kitų kliūčių. Didžioji šios teritorijos dalis naudojama kitiems tikslams, pavyzdžiui, žemės ūkio ūkiams. NREL tyrėjai taip pat ištyrė visą žemės naudojimą. Jie nustatė apytiksliai 4 megavatų kvadratiniame kilometre (apie 10 megavatų kvadratinėje mylioje) vidurkį. Taigi 2 megavatų vėjo jėgainės bendras plotas būtų apie pusę kvadratinio kilometro (apie dvi dešimtąsias kvadratinės mylios).

Reguliavimo reikalavimai daugiausia lemia vėjo jėgainių poreikį. Jungtinėse Valstijose yra daugiau nei 3000 apskričių - dauguma jų yra atsakingos už vėjo zonavimo taisykles - ir mažai tikėtina, kad kiekviena iš jų turės vėjo turbinų išdėstymo ekspertą. Tai lemia gana savavališkus reglamentus. Nuostatos dėl nesėkmių yra geras pavyzdys ir gali turėti įtakos vietos, kurios reikia turbinų matricai, kiekiui. Kadangi vėjo technologijos yra gana naujos ir greitai kintančios, nėra daug duomenų apie turbinų išdėstymo trūkumus ar pavojus netoli kitų statinių, todėl yra keletas beveik atsitiktinių sprendimų dėl minimalaus atstumo, kai vėjo turbinos turėtų būti išdėstytos nuo nuosavybės linijų. Jungtinių Valstijų nesėkmės taisyklės skiriasi iš tolo ", todėl turbinų keliamas triukšmas nėra įsibrovimas "į" dvigubą sistemos aukštį, įskaitant rotoriaus mentes ", iki vienodo 304,8 metro (1 000 pėdos).