Din 2007, capacitatea de generare a vântului în Statele Unite a crescut într-un ritm de 30% pe an, mai rapid decât orice altă tehnologie de generare a energiei. Rata de creștere continuă să crească, în ciuda complexității utilizării tehnologiei eoliene. De exemplu, există încă întrebări cu privire la dispunerea corectă a parcurilor eoliene și cantitatea de suprafață necesară pentru instalarea lor eficientă. Proiectele de energie eoliană la scară utilitară și turbinele eoliene rezidențiale au un set complet de considerente de proiectare.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Turbinele eoliene au nevoie de un flux sau de aer neschimbat și neîntrerupt pentru a funcționa eficient, ceea ce înseamnă că nu trebuie să existe obstacole în apropiere. Cercetătorii au sugerat că pentru turbinele eoliene rezidențiale este suficientă o distanță de 150 de metri de obstacolele din apropiere. În cazul distanțării parcurilor eoliene, turbinele trebuie să fie la cel puțin 7 diametre ale rotoarelor unele de altele.
Sisteme rezidențiale
O turbină eoliană este cea mai eficientă atunci când funcționează într-un flux constant de aer, lin, neschimbat și neîntrerupt. Acest lucru nu se întâmplă niciodată în lumea reală, dar atunci când planificați unde să instalați o turbină eoliană, locațiile trebuie să fie cât mai aproape de ideal. Pentru sistemele rezidențiale, nu este vorba atât de multă suprafață necesară turbinei eoliene, cât de multă distanță necesară între turbina eoliană și alte obstacole. O regulă generală este instalarea unei turbine eoliene la 150 de metri (492,1 picioare) distanță de orice obstrucție din apropiere și la o înălțime astfel încât fundul palelor rotorului să fie la 9 metri (29,5 picioare) deasupra obstacolelor, inclusiv clădiri și copaci.
Spațierea turbinei parcului eolian
Parcurile eoliene sunt rețele de turbine mari concepute pentru a genera energie electrică la scară utilitară. Turbinele mari din parcurile eoliene nu se deosebesc decât turbinele rezidențiale într-o singură privință: funcționează cel mai bine cu vânt fluid. Dacă ceva deranjează fluxul de aer, acesta creează turbulențe, făcând turbina mai puțin eficientă. Fiecare turbină eoliană creează turbulențe în zona din spatele și din jurul acesteia, astfel încât turbinele trebuie să fie distanțate una de alta. Distanțele în acest caz sunt exprimate în diametre ale rotorului. Regula generală pentru distanțarea parcurilor eoliene este că turbinele sunt la aproximativ 7 diametre de rotoare distanță una de alta. Deci, un rotor de 80 de metri ar trebui să fie la 560 de metri - mai mult de o treime de milă - de turbinele adiacente. Cercetătorii de la Universitatea Johns Hopkins au propus că spațiul de două ori mai mare ar crește eficiența generală.
Utilizarea directă a terenului
Regulile generale sunt doar: expresii simplificate pentru a vă face o idee aproximativă asupra cerințelor de sistem. Pentru a afla ce se întâmplă în lumea reală, cercetătorii de la Laboratorul Național de Energii Regenerabile, NREL, au studiat 172 de proiecte de energie eoliană pe scară largă pentru a vedea cât de mult teren folosesc cu adevărat. Utilizarea directă a terenului este o măsură a suprafeței unor lucruri precum platforma turnului de beton, stațiile electrice și noile căi de acces. În Statele Unite, utilizarea directă a terenului pentru turbinele eoliene este de trei sferturi de acru pe megawatt de capacitate nominală. Adică, o turbină eoliană de 2 megawați ar necesita 1,5 acri de teren.
Suprafața totală a parcului eolian
În orice parc eolian există mult spațiu între turbine. O parte din acest spațiu este de a reduce turbulența, dar altele este de a urma liniile de creastă sau de a evita alte obstacole. O mare parte din această zonă este utilizată în alte scopuri, cum ar fi fermele agricole. Cercetătorii NREL au studiat, de asemenea, această utilizare totală a terenului. Au descoperit o medie aproximativă de 4 megawatti pe kilometru pătrat (aproximativ 10 megawati pe kilometru pătrat). Deci, o turbină eoliană de 2 megawați ar necesita o suprafață totală de aproximativ o jumătate de kilometru pătrat (aproximativ două zecimi de mile pătrate).
Cerințele de reglementare
Cerințele de reglementare determină în mare măsură zona pe care o necesită turbina eoliană. Există mai mult de 3.000 de județe în Statele Unite - cele mai multe dintre ele fiind responsabile de reglementările de zonare eoliană - și este puțin probabil ca fiecare să aibă un expert în amplasarea turbinelor eoliene. Aceasta duce la unele reglementări destul de arbitrare. Prevederile pentru contracarări sunt un bun exemplu și ar putea avea un impact asupra spațiului de care are nevoie o rețea de turbine. Deoarece tehnologia eoliană este relativ nouă și se schimbă rapid, nu există o mulțime de date despre dezavantajele sau pericolele instalării turbinelor lângă alte structuri, deci există unele decizii aproape aleatorii cu privire la distanța minimă a turbinelor eoliene care ar trebui să fie situate de la liniile de proprietate. Reglementările de retragere din Statele Unite variază de la distanță ", astfel încât zgomotul de la turbine să nu fie un intruziune, "până la" dublul înălțimii sistemului, inclusiv lamele rotorului ", la un uniform de 304,8 metri (1.000 picioare).