Cik daudz zemes nepieciešams vēja turbīnām?

Kopš 2007. gada vēja ģenerēšanas jauda Amerikas Savienotajās Valstīs ir pieaugusi par 30 procentiem gadā, straujāk nekā jebkura cita enerģijas ražošanas tehnoloģija. Neskatoties uz vēja tehnoloģiju izmantošanas sarežģītību, pieauguma temps turpina pieaugt. Piemēram, joprojām ir jautājumi par pareizu vēja parku izvietojumu un zemes platību, kas nepieciešama to efektīvai ierīkošanai. Lietderīga mēroga vēja enerģijas projektiem un dzīvojamām vēja turbīnām ir atsevišķs projektēšanas apsvērumu kopums.

TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)

Vēja turbīnām efektīvai darbībai nepieciešama nemainīga un nepārtraukta plūsma vai gaiss, kas nozīmē, ka tuvumā nedrīkst būt šķēršļu. Pētnieki ir ierosinājuši, ka dzīvojamām vēja turbīnām pietiek ar 150 metru attālumā no tuvējiem šķēršļiem. Vēja parka atstarpju gadījumā turbīnām jābūt vismaz 7 rotora diametru attālumā viena no otras.

Vēja turbīna ir visefektīvākā, ja tā darbojas vienmērīgā, vienmērīgā, nemainīgā un nepārtrauktā gaisa plūsmā. Tas nekad nenotiek reālajā pasaulē, taču, plānojot vēja turbīnas uzstādīšanas vietu, tām jābūt pēc iespējas tuvāk ideālajam. Dzīvojamām sistēmām jautājums nav tik daudz par to, cik liela platība ir nepieciešama vēja turbīnai, bet gan par to, cik liels attālums ir nepieciešams starp vēja turbīnu un citiem šķēršļiem. Īkšķis ir uzstādīt vēja turbīnu 150 metru (492,1 pēdas) attālumā no tuvumā esošiem šķēršļiem un augstumā tā, lai rotora lāpstiņu apakšdaļa būtu 9 metrus (29,5 pēdas) virs šķēršļiem, ieskaitot ēkas un koki.

Vēja parki ir lielu turbīnu bloki, kas paredzēti lietderīgas enerģijas elektroenerģijas ražošanai. Vēja ģeneratoru lielās turbīnas vienā ziņā neatšķiras no dzīvojamām turbīnām: tās vislabāk darbojas ar vienmērīgu plūstošu vēju. Ja kaut kas traucē gaisa plūsmu, tas rada turbulenci, padarot turbīnu mazāk efektīvu. Katra vēja turbīna rada turbulenci apgabalā aiz tā un ap to, tāpēc turbīnas ir jānovieto labi viena no otras. Attālumi šajā gadījumā tiek izteikti rotora diametros. Vispārējais noteikums par vēja parku atstarpēm ir tāds, ka turbīnas atrodas aptuveni 7 rotora diametru attālumā viena no otras. Tātad 80 metru (262 pēdu) rotoram no blakus esošajām turbīnām būtu jābūt 560 metru - vairāk nekā trešdaļas jūdžu attālumā. Džona Hopkinsa universitātes pētnieki ir ierosinājuši, ka divreiz lielāks atstarpes palielinātu kopējo efektivitāti.

Īkšķa likumi ir tieši tādi: vienkāršoti izteicieni, lai iegūtu aptuvenu priekšstatu par sistēmas prasībām. Lai uzzinātu, kas notiek reālajā pasaulē, Nacionālās atjaunojamās enerģijas laboratorijas (NREL) pētnieki aptaujāja 172 vērienīgus vēja enerģijas projektus, lai noskaidrotu, cik daudz zemes viņi patiesībā izmanto. Tiešā zemes izmantošana ir mērījums tādām lietām kā betona torņa paliktnis, elektrības apakšstacijas un jauni pievedceļi. Amerikas Savienotajās Valstīs vēja turbīnu tieša zemes izmantošana ir trīs ceturtdaļas akra par megavatu nominālās jaudas. Tas ir, 2 megavatu vēja turbīnai būtu nepieciešams 1,5 akri zemes.

Jebkurā vēja parkā starp turbīnām ir daudz vietas. Daļa no šīs vietas ir paredzēta, lai samazinātu turbulenci, bet daļa ir jāievēro kores līnijas vai jāizvairās no citiem šķēršļiem. Liela daļa šīs teritorijas tiek izmantota citiem mērķiem, piemēram, lauksaimniecības saimniecībām. NREL pētnieki arī apsekoja šo kopējo zemes izmantošanu. Viņi atrada aptuveni 4 megavatu kvadrātkilometrā (apmēram 10 megavatus uz kvadrātjūdzi). Tātad 2 megavatu vēja turbīnai būtu nepieciešama kopēja platība aptuveni pus kvadrātkilometrs (apmēram divas desmitdaļas kvadrātjūdzes).

Normatīvās prasības lielā mērā nosaka apgabalu, kurā nepieciešamas vēja turbīnas. Amerikas Savienotajās Valstīs ir vairāk nekā 3000 apgabalu - lielākā daļa no tiem ir atbildīgi par vēja zonēšanas noteikumiem - un maz ticams, ka katram no tiem ir eksperts vēja turbīnu izvietojuma jautājumos. Tas noved pie diezgan patvaļīgiem noteikumiem. Noteikumi par neveiksmēm ir labs piemērs, un tie varētu ietekmēt vietas daudzumu, kāds vajadzīgs turbīnu blokam. Tā kā vēja tehnoloģija ir salīdzinoši jauna un strauji mainās, nav daudz datu par turbīnu izvietošanas trūkumiem vai briesmām netālu no citām konstrukcijām, tāpēc ir daži gandrīz nejauši lēmumi par minimālo attālumu, kad vēja turbīnas jāatrodas no īpašuma līnijām. Neveiksmes noteikumi Amerikas Savienotajās Valstīs atšķiras no attāluma ", lai troksnis no turbīnām nebūtu ielaušanās "uz" divkāršu sistēmas augstumu, ieskaitot rotora lāpstiņas "līdz vienveidīgam 304,8 metriem (1 000 pēdas).