Elektrik enerjisi üretirken rüzgar, dünyanın en sürdürülebilir doğal kaynaklarından biridir. Kullanmak için yapmanız gereken tek şey, havanın hareketini kinetik enerjiye çeviren bir rüzgar enerjisi türbini inşa etmektir.
Bununla birlikte, rüzgarın büyük bir ölçekte yakalanması, bir rüzgar çiftliği gerektirir - rüzgârın sabit ve güçlü olduğu manzara veya okyanus boyunca konumlandırılmış özel olarak tasarlanmış rüzgar türbinleri koleksiyonu.
Rüzgar türbinleri, esintilerle ve hasat gücüyle dönen kulelerde yüksekte bulunan çoklu bıçaklara sahiptir.
Sektör uzmanları, ABD'nin mevcut rüzgar üretim kapasitesini etkin bir şekilde iki katına çıkarmak için yeterli rüzgar kaynağına sahip olduğunu ve bunu yapmanın çok sayıda çevresel fayda ile birlikte geldiğini söylüyor. Yalnızca Amerika'da rüzgar enerjisi, yaklaşık 62 milyon ton sera gazının salınmasını önler ve yılda 20 milyar galon su tasarrufu sağlar.
Rüzgâr çiftlikleri inşa etmenin önündeki potansiyel engeller, rüzgar türbinlerinin yerleştirilmesi, zorlukların üstesinden gelmek, finansman kaygıları ve müşterilere hizmet veren elektrik şebekesine gücü iletmek için altyapıya ihtiyaç duyulması gibi teknik konular hakkında kamusal tartışmalardır. Ancak, kendi rüzgar çiftliğini inşa etmek istiyorsanız, aslında yapılması çok zor değil.
Başlarken: Rüzgar Çiftliğinizi Planlama
Bir rüzgar çiftliği inşa etmek, uzmanlık ekiplerinin, planlamadan uygulamaya kadar, projenin birçok yönünü ele almasını gerektiren büyük bir projedir.
Doğru yerleri seçip, uygun izinleri almak ve türbinleri kendi başlarına uygulamak ve test etmek için yaban hayatı riskini değerlendirmekten, bu özel tipte enerji jeneratörü inşa etmek için çok fazla planlama yapılmaktadır.
Öncelikle, yeterli rüzgar kaynağına sahip bir yer seçtiğinizden emin olun.
Amerikan Rüzgar Enerjisi Derneğine göre, ticari rüzgâr çiftlikleri için en iyi alanlar, saatte 13 mil (6 metre / saniye) veya daha fazla rüzgar hızına sahiptir. Çok fazla rüzgar aslında ekipmanı zorlayabilir ve projeyi daha pahalı hale getirebilir.
Özel rüzgar hızı haritaları, uygun rüzgar kaynakları olan bir bölgeyi tanımlamanıza yardımcı olabilir. Örneğin, ABD Enerji Bakanlığı kullanışlı bir rüzgar haritası sunar, ancak belirli bir bölgedeki rüzgar enerjisini ölçmek için anemometre adı verilen bir araç da kullanabilirsiniz. Bazı eyaletler anemometre kredisi programları bile sunarlar. Mühendisiniz, konumu optimize etmek için topografiyi, hava koşullarını ve aerodinamiği analiz etmek için windNavigator ve GHWindFarmer gibi özel servisler ve yazılımlar kullanabilir.
Ayrıca, yol erişimi, potansiyel gürültü etkileri, bıçaklardan gelen titrek gölgeler ve kültürel konular gibi hedef konumla ilgili özel endişeleri de göz önünde bulundurmanız gerekir.
Risklerin Değerlendirilmesi, Çiftlik Maliyetleri ve Finansman
Rüzgar türbinleri üzerindeki eğirme bıçakları, nesli tükenmekte olan kuşları, yarasaları, yırtıcıları ve su kuşlarını öldürebilir, bu nedenle türbinleri yoğun yaban hayatı koridorlarından ve yıllık göç yollarından uzaklaştırmak en iyisidir. ABD Balık ve Yaban Hayatı Hizmetinin Rüzgar Türbini Kılavuzları Danışma Komitesi, rüzgar çiftliği tarafından zarar gören tür ve habitatları tahmin etmek ve değerlendirmek için bir ön değerlendirme, saha karakterizasyonu ve saha çalışmalarını içeren katmanlı bir yaklaşımı önermektedir.
Site geliştiricisi olarak, rüzgar çiftliği nedeniyle hayvan ölümlerini azaltmak ve hafifletmek için uygun hükümet kurumu (veya otoriteye izin veren) ile yakın bir şekilde çalışmanız gerekir; Bazı durumlarda, daha vahşi yaşam dostu olmak için operasyonunu değiştirirseniz rüzgar çiftliğini inşa edebilirsiniz. Örneğin, göç mevsimi sırasında ve yarasaların en aktif olduğu ve güç veriminin en düşük olduğu rüzgar türbinlerinde, türbinleri geçici olarak durdurmanız gerekebilir.
Ne kadar enerji üretmek istediğinizi veya sitenin ne kadar üretebileceğini ve ne kadar para harcayabileceğinizi düşünün. Sadece rüzgar türbini satın almak, megawatt başına ortalama 1,37 milyon dolar geri alabilir.
Genel olarak, kamu hizmetlerinin rüzgar enerjisi tesislerini özel yatırımcılar için olduğundan daha ucuza çıkarması, çünkü ABD tarafından finanse edilen bir rapora göre, kamu hizmetlerinin maliyetleri yaklaşık yüzde 30 oranında azaltan uygun finansman yapılarına veya kilovat saat başına yaklaşık 1,4 sente ulaşabilmesidir. Enerji Bölümü.
Hükümet teşvik programları da bir rüzgar çiftliği geliştirmeyi kolaylaştırır. Üretim vergisi kredisi (PTC) şimdi ilk on yıllık süreçte 2.3 kiloluk-saatlik bir vergi kredisi sağlıyor. 2020'den önce yenilenebilir enerji tesisinizde inşaat yapmaya başlarsanız, bir Yatırım Vergi Kredisi (ITC) talep etmek için geri alınamaz bir seçim yapabilirsiniz.
Rüzgâr projenizin maliyetlendirilmiş maliyetini yansıtmak için, spesifik bilgilerinizi Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı tarafından sağlanan etkileşimli BITES araçlarına (Binalar, Sanayi, Ulaştırma ve Elektrik Senaryoları) bağlayın. Ayrıca yenilenebilir enerji için eyalet ve federal teşvikler veritabanına göz atmak isteyebilirsiniz.
Çiftliğinizin Yasal Gereksinimlerle Karşılanmasını Sağlayın
Elektrik üreticileri, 1978 Kamu Kurumu Düzenleyici Politikalar Yasası (PURPA), 2005 Enerji Politikaları Yasası (EPACT 2005) ve 2007 Enerji Bağımsızlığı ve Güvenlik Yasası (EISA 2007) gibi federal yasalara tabidir. Buna ek olarak, bireysel devletler bu federal yasaların nasıl uygulandığı konusunda farklı yorumlara sahiptir ve Yenilenebilir Portföy Standartları (RPS) mevzuatıyla yenilenebilir enerjiyi teşvik etmek için farklı yetkilere sahiptir.
Yenilenebilir enerji geliştirmede uzmanlaşmış bir avukat veya danışman, önerilen projenizi yöneten yasalarda gezinmenize yardımcı olabilir. Ayrıca devlet kurumlarından çeşitli bina ve çevre izinlerine de ihtiyacınız olacak.
Rüzgar çiftliğiniz devlet mülkünde oturacaksa veya federal bir ajans partnerine sahipse, izin verilmesi resmi bir çevresel etki değerlendirme sürecine bağlı olabilir. Örneğin, ABD Arazi Yönetimi Bürosu tarafından yönetilen mülke yerleştirilen rüzgâr çiftlikleri federal koruma altındaki türleri ve diğer doğal kaynakları korumaya yönelik belirli kurallar tarafından yönetilmektedir.
Ekipman ve Rüzgar Çiftliği Tasarımını Belirleme
Modern rüzgar türbinleri, yüksek katlı binalar kadar yüksek devasa bıçaklar ve kuleler ile eski moda yel değirmenlerinden daha zarif ve daha büyüktür. Bu türbinlerin bir rüzgar çiftliğinde hassas bir şekilde yerleştirilmesi, genel enerji üretimini etkilemektedir.
Genel bir kural olarak, rüzgar türbini ne kadar büyük olursa, üretim kapasitesi o kadar büyüktür. En yaygın olarak kullanılan rüzgar türbini 1.5 megavatlık bir kapasiteye sahiptir ve 500 eve güç sağlayabilir, ancak daha yeni modeller daha da büyür. General Electric'in web sitesi, karada kullanım için 3,4 megawatt'a kadar ve açık deniz için 6 megawatt'a kadar boyutlar sunuyor. Önde gelen rüzgar türbini üreticileri arasında Vestas, Goldwind, Enercon, Siemens, Sulzon, Gamesa, United Power, Ming Yang ve Nordex yer alıyor.
Büyük ve ağır rüzgar türbinleri daha büyük temeller gerektirir ve daha fazla yükleme maliyeti. Offshore rüzgar türbinleri okyanus koşulları için tasarlanmalıdır. Rüzgar türbinleri, enerji üretimi havaya bağlı olduğu için nadiren tam kapasitede çalışır.
Rüzgar türbinlerine ek olarak, bir rüzgar santrali bir elektrik güç toplama sistemi, transformatörler, bir iletişim ağı ve alt istasyonlar gerektirir. Dahası, performansı izlemek için bir denetleyici kontrol ve veri toplama (SCADA) bilgi sistemi kullanılır. Bir mühendis, sitenize, finansmana ve enerji hedeflerine göre uygun ekipman ve türbin yerleşimi önerebilir.
Güvenli İletim Kapasitesi
Ticari ölçekli bir rüzgar çiftliği planlıyorsanız, toptan veya perakende müşterilere enerji sağlamanın bir yolunu bulmalısınız. Tipik olarak bu, rüzgar çiftliğinizin çıktısını bölgenizdeki elektrik iletim şebekesine (enerji şebekesi) bağlayan iletim hatları gerektirir. Uzak bölgelere yerleştirilen ticari rüzgar çiftlikleri, şanzımanın iletim kapasitesini ve şebeke ile bağlantıyı güvence altına almak için bir meydan okuma görevi görebilir.
Alternatif olarak, daha küçük rüzgar çiftlikleri bir topluluk veya iş için özel bir elektrik kaynağı olarak kullanılabilir. Bu durumlarda rüzgar çiftliği düzenli elektrik şebekesine bağlantı gerektirmeyebilir. Ancak, aşırı güç satmak için, bu gücü elektrik hizmetine vermenin bir yoluna ihtiyacınız var.
İletim kapasitesini ve ara bağlantıyı sağlamak için rüzgar geliştiricileri ile çalışan Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) ile kontrol edin. Faydalı Rüzgar Entegrasyon Grubu ayrıca bir rüzgar çiftliğini elektrik sistemine bağlamak için kaynak sağlar.
Ekipmanı Kurma, Test Etme ve Çalıştırma
Rüzgar çiftliği inşaatı birkaç ay içinde tamamlanabilir. Bununla birlikte, ilk önce rüzgar türbinleri ve diğer ekipmanların taşınması için sahaya yollar oluşturmanız gerekebilir.
Her bir rüzgar türbini için, bir delik açmanız ve stabilize edici bir temel olarak hizmet vermek için betonarme donatı ile doldurmanız gerekir; Bu süreç, kayalık koşullarda veya açık deniz rüzgar çiftliklerinde daha talepkardır. Vakıf hazırlandıktan sonra, türbinleri özel vinçlerle dikmek zorunda kalacaksınız.
Daha sonra, elektrik kablolarını ve sistemlerini yerine koyacak ve tüm elemanların düzgün çalıştığından emin olmak için testleri gerçekleştireceksiniz. Bükülmelerin ütülenmesinden altı ay önce alınır ve rüzgar çiftliği tam ticari üretim kapasitesine ulaşır.
Her rüzgar türbininin yılda yaklaşık bir haftalık rutin bakım ihtiyacı vardır. Amerikan Rüzgar Enerjisi Birliği, bir rüzgâr teknisyeninin her 10 megawatt kurulu üretim kapasitesine hizmet vermesini istediğini açıkladı.