Rüzgar Türbinleri İçin Ne Kadar Arazi Gerekir?

2007'den bu yana, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki rüzgar üretim kapasitesi, diğer tüm enerji üretim teknolojilerinden daha hızlı bir şekilde, yılda yüzde 30'luk bir hızla büyümüştür. Rüzgar teknolojisini kullanmanın karmaşıklığına rağmen büyüme oranı artmaya devam ediyor. Örneğin, rüzgar çiftliklerinin uygun yerleşimi ve bunları verimli bir şekilde kurmak için gereken arazi alanı miktarı hakkında hala sorular var. Yardımcı ölçekli rüzgar enerjisi projeleri ve konut rüzgar türbinleri, tamamen ayrı bir dizi tasarım düşüncesine sahiptir.

TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)

Rüzgar türbinlerinin verimli çalışması için değişmeyen ve kesintisiz bir akışa veya havaya ihtiyaç vardır, bu da yakınlarda herhangi bir engel olmaması gerektiği anlamına gelir. Araştırmacılar, konut tipi rüzgar türbinleri için yakındaki engellerden 150 metre uzaklıkta yeterli olduğunu öne sürdüler. Rüzgar çiftliği aralığı durumunda, türbinlerin birbirinden en az 7 rotor çapı uzakta olması gerekir.

Bir rüzgar türbini, sabit, düzgün, değişmeyen ve kesintisiz bir hava akışında çalıştığında en etkili olur. Bu gerçek dünyada asla olmaz, ancak bir rüzgar türbininin nereye kurulacağını planlarken, konumların ideale mümkün olduğunca yakın olması gerekir. Konut sistemleri için bu, rüzgar türbininin ne kadar alana ihtiyacı olduğu değil, rüzgar türbini ile diğer engeller arasında ne kadar mesafe gerektiği ile ilgili bir sorudur. Temel kural, yakındaki herhangi bir engelden 150 metre (492,1 fit) uzağa ve yükseklikte bir rüzgar türbini kurmaktır. rotor kanatlarının alt kısmı, binalar ve binalar dahil olmak üzere engellerin 9 metre (29,5 fit) üzerinde olacak şekilde ağaçlar.

Rüzgar çiftlikleri, şebeke ölçeğinde elektrik enerjisi üretmek için tasarlanmış büyük türbin dizileridir. Rüzgâr çiftliklerindeki büyük türbinler, bir açıdan konut türbinlerinden farklı değildir: en iyi şekilde düzgün akan rüzgarla çalışırlar. Herhangi bir şey hava akışını bozarsa türbülans oluşturarak türbini daha az verimli hale getirir. Her bir rüzgar türbini, arkasındaki ve çevresindeki alanda türbülans yaratır, bu nedenle türbinlerin birbirinden iyi aralıklarla yerleştirilmesi gerekir. Bu durumda mesafeler rotor çapları olarak ifade edilir. Rüzgar çiftliği aralığı için genel kural, türbinlerin birbirinden yaklaşık 7 rotor çapı uzakta olmasıdır. Dolayısıyla 80 metrelik (262 fit) bir rotorun bitişik türbinlerden 560 metre - bir milin üçte birinden fazla - olması gerekir. Johns Hopkins Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, iki kat daha fazla boşluk bırakmanın genel verimliliği artıracağını öne sürdüler.

Temel kurallar tam olarak şudur: sistem gereksinimleri hakkında kaba bir fikir edinmek için basitleştirilmiş ifadeler. Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL)'deki araştırmacılar, gerçek dünyada neler olup bittiğini öğrenmek için, gerçekte ne kadar arazi kullandıklarını görmek için 172 büyük ölçekli rüzgar enerjisi projesini araştırdı. Doğrudan arazi kullanımı, beton kule döşemesi, elektrik santralleri ve yeni erişim yolları gibi şeylerin alanının bir ölçüsüdür. Amerika Birleşik Devletleri'nde, rüzgar türbinleri için doğrudan arazi kullanımı, megawatt nominal kapasite başına bir dönümün dörtte üçünde gelir. Yani 2 megavatlık bir rüzgar türbini 1,5 dönüm arazi gerektirecektir.

Herhangi bir rüzgar çiftliğinde türbinler arasında çok fazla boşluk vardır. Bu alanın bir kısmı türbülansı en aza indirmek, bazıları ise sırt çizgilerini takip etmek veya diğer engellerden kaçınmak içindir. Bu alanın çoğu, tarım çiftlikleri gibi başka amaçlar için kullanılmaktadır. NREL araştırmacıları da bu toplam arazi kullanımını araştırdı. Kilometre kare başına kabaca ortalama 4 megavat (mil kare başına yaklaşık 10 megavat) buldular. Dolayısıyla 2 megavatlık bir rüzgar türbini, yaklaşık yarım kilometrekarelik bir alana ihtiyaç duyacaktır (yaklaşık bir mil karenin onda ikisi).

Mevzuat gereklilikleri, büyük ölçüde rüzgar türbinlerinin ihtiyaç duyduğu alanı yönlendirir. Amerika Birleşik Devletleri'nde 3.000'den fazla ilçe vardır ve bunların çoğu rüzgar bölgeleri düzenlemelerinden sorumludur ve her birinin rüzgar türbinlerinin yeri konusunda bir uzmana sahip olması pek olası değildir. Bu, bazı oldukça keyfi düzenlemelere yol açar. Gerilemelere yönelik hükümler buna iyi bir örnektir ve bir türbin dizisinin ihtiyaç duyduğu alan miktarı üzerinde bir etkiye sahip olabilir. Rüzgar teknolojisi nispeten yeni olduğu ve hızla değiştiği için, türbinleri yerleştirmenin dezavantajları veya tehlikeleri hakkında çok fazla veri yoktur. diğer yapıların yakınında, bu nedenle rüzgar türbinlerinin mülkiyet hatlarından yerleştirilmesi gereken minimum mesafe konusunda neredeyse rastgele kararlar vardır. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki gerileme düzenlemeleri, "türbinlerden gelen gürültünün bir izinsiz giriş," rotor kanatları dahil olmak üzere sistemin yüksekliğinin iki katına," tek tip 304,8 metreye (1.000 ayaklar).