Сколько земли нужно для ветряных турбин?

С 2007 года мощность ветроэнергетики в Соединенных Штатах росла на 30 процентов в год, быстрее, чем любая другая технология производства электроэнергии. Темпы роста продолжают расти, несмотря на сложность использования ветряных технологий. Например, до сих пор остаются вопросы о правильной планировке ветряных электростанций и количестве земельных участков, необходимых для их эффективной установки. Проекты ветроэнергетики коммунального масштаба и ветряные турбины для жилых домов имеют целый отдельный набор конструктивных соображений.

TL; DR (слишком длинный; Не читал)

Для эффективной работы ветряным турбинам необходим постоянный и непрерывный поток или воздух, а это значит, что поблизости не должно быть препятствий. Исследователи предположили, что для жилых ветряных турбин достаточно 150 метров от ближайших препятствий. В случае разнесения ветряных электростанций турбины должны находиться на расстоянии не менее 7 диаметров ротора друг от друга.

Ветряная турбина наиболее эффективна, когда она работает в устойчивом, плавном, неизменном и непрерывном потоке воздуха. Этого никогда не происходит в реальном мире, но при планировании места для установки ветряной турбины расположение должно быть как можно ближе к идеальному. Для жилых систем вопрос не столько в том, сколько площади требуется ветряной турбине, сколько в том, какое расстояние требуется между ветряной турбиной и другими препятствиями. Практическое правило - устанавливать ветряную турбину на расстоянии 150 метров (492,1 фута) от любого ближайшего препятствия и на высоте. так, чтобы нижняя часть лопастей ротора была на 9 метров (29,5 футов) над препятствиями, включая здания и деревья.

Ветряные электростанции - это группы больших турбин, предназначенных для выработки электроэнергии в коммунальном масштабе. Большие турбины на ветряных электростанциях не отличаются от бытовых турбин в одном отношении: они лучше всего работают при плавном ветре. Если что-то мешает воздушному потоку, это создает турбулентность, снижая эффективность турбины. Каждая ветряная турбина создает турбулентность в области позади нее и вокруг нее, поэтому турбины должны располагаться на значительном расстоянии друг от друга. Расстояния в этом случае выражаются в диаметрах ротора. Общее практическое правило для размещения ветряных электростанций заключается в том, что турбины находятся на расстоянии около 7 диаметров ротора друг от друга. Таким образом, 80-метровый (262-футовый) ротор должен находиться на расстоянии 560 метров - более трети мили - от соседних турбин. Исследователи из Университета Джона Хопкинса предположили, что вдвое больший интервал повысит общую эффективность.

Эмпирические правила таковы: упрощенные выражения, позволяющие получить приблизительное представление о системных требованиях. Чтобы узнать, что происходит в реальном мире, исследователи из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии, NREL, изучили 172 крупномасштабных ветроэнергетических проекта, чтобы выяснить, сколько земли они действительно используют. Прямое землепользование - это мера площади таких объектов, как бетонная опора башни, электрические подстанции и новые подъездные дороги. В Соединенных Штатах прямое землепользование для ветряных турбин составляет три четверти акра на мегаватт номинальной мощности. То есть для ветряка мощностью 2 мегаватта потребуется 1,5 акра земли.

В любой ветряной электростанции между турбинами много места. Часть этого пространства предназначена для минимизации турбулентности, а часть - для того, чтобы следовать линиям гребня или избегать других препятствий. Большая часть этой площади используется для других целей, например, для сельскохозяйственных ферм. Исследователи NREL также исследовали это общее землепользование. Они обнаружили в среднем 4 мегаватта на квадратный километр (около 10 мегаватт на квадратную милю). Таким образом, для ветряной турбины мощностью 2 мегаватта потребуется общая площадь около половины квадратного километра (около двух десятых квадратной мили).

Нормативные требования в значительной степени определяют область, в которой нуждаются ветровые турбины. В Соединенных Штатах более 3000 округов, большинство из которых отвечает за правила ветрового зонирования, и маловероятно, что в каждом из них есть эксперт по размещению ветряных турбин. Это приводит к довольно произвольным правилам. Положения на случай неудач являются хорошим примером и могут повлиять на объем пространства, необходимого для установки турбин. Поскольку ветроэнергетика относительно новая и быстро меняется, данных о недостатках или опасностях размещения турбин немного. рядом с другими строениями, поэтому есть несколько почти случайных решений относительно минимального расстояния, на котором ветряные турбины должны быть расположены от границ собственности. В Соединенных Штатах правила отступления от нормы различаются на расстоянии, "так что шум от турбин не является помехой. проникновение "до" вдвое превышающей высоту системы, включая лопасти ротора ", до равномерного 304,8 метра (1000 ноги).