Скільки землі потрібно для вітрогенераторів?

Починаючи з 2007 року, потужність вітрогенератора в Сполучених Штатах зростала із швидкістю 30 відсотків на рік, швидше, ніж будь-яка інша технологія виробництва енергії. Темпи зростання продовжують зростати, незважаючи на складність використання технології вітру. Наприклад, досі існують питання щодо правильного планування вітрових електростанцій та кількості земельної ділянки, необхідної для їх ефективної установки. Проекти вітроенергетики та побутові вітряні турбіни мають цілий окремий набір конструктивних міркувань.

TL; DR (занадто довгий; Не читав)

Вітряним турбінам потрібен незмінний і безперебійний потік або повітря для ефективної роботи, а це означає, що поблизу не повинно бути перешкод. Дослідники припускають, що для житлових вітрогенераторів достатньо 150 метрів від сусідніх перешкод. У разі відстані між вітровими електростанціями турбіни повинні знаходитися на відстані щонайменше 7 діаметрів ротора одна від одної.

Вітрогенератор найефективніший, коли він працює в стабільному, плавному, незмінному та безперебійному потоці повітря. Цього ніколи не буває в реальному світі, але при плануванні місця встановлення вітрогенератора місця повинні бути якомога ближче до ідеалу. Для житлових систем це не стільки питання, скільки потрібно площі вітрогенератора, скільки відстані між вітрогенератором та іншими перешкодами. Основним правилом є встановлення вітрогенератора на відстані 150 метрів (492,1 футів) від будь-якої поруч перешкоди та на висоті такий, що дно лопатей ротора буде знаходитися на 9 метрів (29,5 футів) над перешкодами, включаючи будівлі та дерева.

Вітрові електростанції - це масиви великих турбін, призначених для виробництва електричної енергії в масштабах загального користування. Великі турбіни у вітрових електростанціях нічим не відрізняються від побутових турбін: вони найкраще працюють з плавним вітром. Якщо щось порушує повітряний потік, це створює турбулентність, роблячи турбіну менш ефективною. Кожна вітрогенератор створює турбулентність в області позаду та навколо неї, тому турбіни повинні бути розташовані на відстані один від одного. Відстані в цьому випадку виражаються в діаметрах ротора. Загальне правило для відстані між вітровими електростанціями полягає в тому, що турбіни розташовані приблизно на 7 діаметрах ротора один від одного. Отже, 80-метровий ротор повинен знаходитися на відстані 560 метрів - більше третини милі - від сусідніх турбін. Дослідники з Університету Джона Хопкінса припустили, що вдвічі більший інтервал збільшить загальну ефективність.

Емпіричні правила якраз такі: спрощені вирази, щоб отримати приблизне уявлення про системні вимоги. Щоб з’ясувати, що відбувається в реальному світі, дослідники Національної лабораторії відновлюваних джерел енергії (NREL) обстежили 172 масштабні проекти вітроенергетики, щоб побачити, скільки землі вони насправді використовують. Безпосереднє землекористування є мірою площі таких речей, як бетонна колодка вежі, електростанції та нові під’їзні шляхи. У Сполучених Штатах пряме землекористування для вітряних турбін становить три чверті акру на мегават номінальної потужності. Тобто для 2-мегаватної вітряної турбіни знадобиться 1,5 гектара землі.

У будь-якій вітровій електростанції є багато простору між турбінами. Частина цього простору призначена для мінімізації турбулентності, а інша - для дотримання ліній хребта або уникнення інших перешкод. Значна частина цієї території використовується для інших цілей, наприклад, для сільськогосподарських ферм. Дослідники NREL також обстежили це загальне землекористування. Вони виявили в середньому 4 мегавати на квадратний кілометр (близько 10 мегават на квадратну милю). Отже, 2-мегаватна вітряна турбіна потребуватиме загальної площі близько половини квадратного кілометра (близько двох десятих квадратної милі).

Нормативні вимоги значною мірою обумовлюють необхідність області вітрогенераторів. У США понад 3000 округів - більшість із них відповідають за регулювання вітрового регулювання, - і навряд чи кожен з них має експерта з розміщення вітряних турбін. Це призводить до деяких довільних регламентів. Положення щодо невдач є гарним прикладом і можуть вплинути на обсяг місця, необхідного турбінному комплексу. Оскільки технологія вітру є відносно новою і швидко змінюється, немає багато даних про недоліки та небезпеки розміщення турбін поблизу інших споруд, тому є деякі майже випадкові рішення щодо мінімальної відстані вітряних турбін повинні розташовуватися від ліній власності. Правила щодо спаду в Сполучених Штатах відрізняються на відстані ", тому шум від турбін не є таким вторгнення, "до" подвоєної висоти системи, включаючи лопаті ротора, "до рівномірних 304,8 метрів (1000 ноги).