Bagaimana Membangun Ladang Tenaga Angin

Angin adalah salah satu daripada sumber alam semula jadi yang paling lestari di bumi untuk menghasilkan kuasa elektrik-yang perlu anda lakukan untuk memanfaatkannya adalah membina turbin kuasa angin yang mengubah pergerakan udara menjadi tenaga kinetik.

Menangkap angin secara besar-besaran, bagaimanapun, memerlukan ladang angin, koleksi turbin angin yang direka khas di seluruh landskap, atau lautan, di mana angin stabil dan kuat; turbin angin mempunyai pelbagai bilah, yang ditetapkan pada menara yang tinggi, yang berputar di angin dan kuasa panen.

Pakar industri mengatakan bahawa Amerika Syarikat mempunyai sumber angin yang mencukupi untuk menggandakan kapasiti penjanaan angin semasa dengan berkesan dan berbuat demikian datang dengan manfaat alam sekitar. Di Amerika sahaja, kuasa angin menghalang pembebasan kira-kira 62 juta tan gas rumah hijau dan konservers 20 bilion gelen air setiap tahun.

Rintangan yang berpotensi untuk membina ladang angin termasuk kontroversi awam terhadap penempatan turbin angin, membenarkan cabaran, kebimbangan pembiayaan, dan isu teknikal, seperti keperluan infrastruktur untuk menghantar kuasa kepada grid elektrik yang melayani pelanggan, bagaimanapun, jika anda ingin membina ladang angin anda sendiri, itu sebenarnya tidak terlalu sukar untuk dilakukan.

Bermula: Perancangan Taman Angin Anda

Membina sebuah ladang angin merupakan satu projek besar yang memerlukan pasukan pakar untuk mengendalikan banyak aspek projek dari konsep untuk merancang pelaksanaannya. Dari memilih lokasi yang sesuai dan menilai risiko kepada hidupan liar untuk mendapatkan permit yang betul dan melaksanakan dan menguji turbin itu sendiri, terdapat banyak perancangan di sebalik membina penjana tenaga khas ini.

Pertama, pastikan untuk memilih lokasi yang mempunyai sumber angin yang mencukupi; tapak terbaik untuk ladang angin komersil mempunyai kelajuan angin sebanyak 13 batu sejam (6 meter / saat) atau lebih, menurut Persatuan Tenaga Angin Amerika, dan terlalu banyak angin boleh menimbulkan ketegangan peralatan dan membuat projek lebih mahal.

Peta kelajuan angin khas akan membantu anda mengenal pasti rantau dengan sumber angin yang sesuai. Sebagai contoh, U. S. Jabatan Tenaga menawarkan peta angin yang berguna, tetapi anda juga boleh menggunakan alat yang disebut anemometer untuk mengukur tenaga angin di tapak tertentu, dan beberapa negeri bahkan menawarkan program pinjaman anemometer. Jurutera anda boleh menggunakan perkhidmatan dan perisian khusus, seperti windNavigator® dan GHWindFarmer, untuk menganalisis topografi, keadaan cuaca dan aerodinamik untuk mengoptimumkan lokasi.

Selain itu, anda perlu mempertimbangkan kebimbangan khusus lokasi sasaran, seperti akses jalan raya, kesan bunyi bising, bayang-bayang berkilauan dari bilah, dan isu-isu kebudayaan.

Menilai Risiko, Kos Ladang dan Pembiayaan

Bilah berputar pada turbin angin boleh membunuh burung, kelawar, raptor dan unggas burung yang terancam, jadi sebaiknya meletakkan turbin jauh dari koridor hidupan liar yang sibuk dan laluan migrasi tahunan. Jawatankuasa Penasihat Panduan Turbin Angin dan Hidupan Liar U. S. mengesyorkan menggunakan pendekatan bertingkat yang termasuk penilaian awal, pencirian tapak, dan kajian lapangan untuk meramalkan dan menilai spesies dan habitat yang dicerobohi oleh ladang angin.

Sebagai pemaju tapak, anda perlu bekerja rapat dengan agensi kerajaan yang sesuai (atau membenarkan pihak berkuasa) untuk mengurangkan dan mengurangkan kematian haiwan akibat ladang angin; dalam sesetengah kes, anda boleh dibenarkan untuk membina ladang angin jika anda mengubah operasinya menjadi lebih mesra alam-contohnya, anda mungkin perlu menghentikan turbin sementara semasa musim penghijrahan dan semasa tempoh angin yang rendah, apabila kelawar paling banyak hasil aktif dan kuasa adalah minimum.

Fikirkan berapa banyak tenaga yang anda ingin hasilkan-atau berapa banyak laman web yang boleh dihasilkan-dan berapa banyak wang yang anda boleh belanjakan. Pembelian turbin angin semata-mata boleh membuat anda kembali purata $ 1. 37 juta per megawatt kapasiti.

Secara amnya, ia lebih murah untuk utiliti untuk membangunkan kemudahan kuasa angin daripada pelabur swasta kerana utiliti boleh memanfaatkan struktur pembiayaan yang menggalakkan yang mengurangkan kos kira-kira 30%, atau kira-kira 1. 4 sen per kilowatt-jam, menurut laporan yang dibiayai oleh Jabatan Tenaga AS.

Program rangsangan kerajaan juga memudahkan pembangunan sebuah ladang angin. Kredit cukai pengeluaran (PTC) kini menyediakan kredit cukai sebanyak 2 ¢ / kilowatt-jam semasa dekad pertama operasi. Sekiranya anda memulakan pembinaan pada kemudahan tenaga boleh diperbaharui anda sebelum 2020, anda boleh membuat pilihan raya tidak boleh dibatalkan untuk menuntut Kredit Cukai Pelaburan (ITC).

Untuk memperlihatkan kos membiayai projek angin anda, masukkan maklumat spesifik anda ke dalam alat BITES interaktif (Senario Bangunan, Industri, Pengangkutan & Elektrik) yang disediakan oleh Makmal Tenaga Diperbaharui Kebangsaan. Anda juga mungkin ingin melayari pangkalan data insentif negeri dan persekutuan untuk tenaga boleh diperbaharui.

Memastikan Ladang Anda Memenuhi Syarat Perundangan

Pengeluar elektrik ditadbir oleh undang-undang persekutuan seperti Akta Dasar Pengawalseliaan Awam Awam 1978 (PURPA), Akta Dasar Tenaga Tahun 2005 (EPACT 2005), dan Kemerdekaan Tenaga dan Keselamatan Akta 2007 (EISA 2007); Selain itu, negara-negara individu mempunyai tafsiran yang berbeza tentang bagaimana undang-undang persekutuan ini terpakai, dan mereka mempunyai mandat yang berbeza-beza untuk mempromosikan tenaga boleh diperbaharui melalui undang-undang Piawaian Portfolio Boleh Diperbaharui (RPS).

Seorang peguam atau perunding khusus dalam pembangunan tenaga boleh diperbaharui dapat membantu anda menavigasi undang-undang yang mengawal projek anda yang dicadangkan. Anda juga memerlukan pelbagai permit bangunan dan alam sekitar dari agensi-agensi kerajaan.

Jika ladang angin anda akan duduk di atas harta kerajaan atau mempunyai rakan kongsi agensi persekutuan, membenarkannya bergantung kepada proses penilaian kesan alam sekitar yang formal.Sebagai contoh, ladang angin diletakkan di atas harta yang diuruskan oleh U. S. Biro Pengurusan Tanah ditadbir oleh garis panduan tertentu yang bertujuan melindungi spesies federally protected dan sumber semula jadi lain.

Mengenal pasti Peralatan dan Rekaan Ladang Angin

Turbin angin moden lebih ramping dan lebih besar daripada kincir angin lama, dengan bilah dan menara yang besar seperti bangunan tinggi. Penempatan tepat turbin ini di ladang angin mempengaruhi pengeluaran tenaga keseluruhannya.

Sebagai peraturan umum, semakin besar turbin angin, kapasiti penjanaannya lebih tinggi. Turbin angin yang paling kerap dipasang mempunyai penarafan kapasiti sebanyak 1. 5 megawatt dan dapat kuasa 500 rumah, tetapi model-model baru berjalan lebih besar. Senarai laman web General Electric mempunyai saiz sehingga 4 megawatt untuk penggunaan darat dan sehingga 6 megawatt untuk luar pesisir. Pengeluar turbin angin lain yang lain termasuk Vestas, Goldwind, Enercon, Siemens, Sulzon, Gamesa, United Power, Ming Yang dan Nordex.

Turbin angin besar dan berat memerlukan asas yang lebih besar dan kos lebih banyak untuk dipasang. Turbin angin luar pesisir mestilah direka untuk keadaan laut. Perlu diingat bahawa turbin angin jarang berlari dengan kapasiti penuh kerana penjanaan tenaga mereka bergantung kepada cuaca.

Sebagai tambahan kepada turbin angin, ladang angin memerlukan sistem pengumpulan kuasa elektrik, transformer, rangkaian komunikasi, dan pencawang, dan SCADA (kawalan penyeliaan dan sistem maklumat pemerolehan data) digunakan untuk memantau prestasi. Jurutera anda akan mencadangkan penempatan peralatan dan turbin yang sesuai berdasarkan tapak, kewangan, dan matlamat tenaga anda.

Kapasiti Transmisi Selamat

Jika anda merancang ladang angin berskala komersial, anda perlu menyediakan tenaga kepada pelanggan borong atau runcit. Biasanya ini memerlukan talian penghantaran menghubungkan output ladang angin anda ke rangkaian penghantaran kuasa elektrik, atau grid tenaga "di kawasan anda. Ladang angin komersil yang terletak di lokasi terpencil dapat menimbulkan cabaran untuk mengamankan kapasiti transmisi dan interkoneksi dengan grid.

Sebagai alternatif, ladang angin yang lebih kecil boleh digunakan sebagai sumber tenaga elektrik khusus untuk komuniti atau perniagaan. Dalam kes ini, ladang angin mungkin tidak memerlukan pautan ke grid elektrik biasa. Walau bagaimanapun, untuk menjual kuasa yang berlebihan, anda masih memerlukan cara untuk menyampaikan kuasa itu kepada utiliti elektrik.

Semak dengan Makmal Tenaga Boleh Diperbaharui Kebangsaan (NREL), yang berfungsi dengan pemaju angin untuk mendapatkan kapasiti transmisi dan saling hubungan. Kumpulan Utiliti Angin Utiliti juga menyediakan sumber untuk menghubungkan ladang angin ke sistem elektrik.

Memasang, Menguji dan Jalankan Peralatan

Pembinaan ladang angin boleh disiapkan dalam masa beberapa bulan. Walau bagaimanapun, anda mungkin perlu membina jalan masuk ke tapak untuk mengangkut turbin angin dan peralatan lain.

Bagi setiap turbin angin, anda perlu menggali lubang dan mengisi dengan konkrit bertetulang untuk berfungsi sebagai asas penstabilan, dan proses ini lebih menuntut dalam keadaan berbatu atau ladang angin luar pesisir.Sekali asas disediakan, bagaimanapun, anda perlu mendirikan turbin dengan pengangkat khusus.

Seterusnya, anda akan meletakkan pendawaian elektrik dan sistem di tempat dan menjalankan ujian untuk memastikan semua elemen berfungsi dengan baik. Ia sering mengambil masa enam bulan sebelum semua kinks disetrika dan ladang angin mencapai kapasiti pengeluaran komersil sepenuhnya.

Setiap turbin angin memerlukan kira-kira satu minggu penyelenggaraan rutin setiap tahun. Persatuan Tenaga Angin Amerika mengatakan ia mengambil satu juruteknik angin untuk menyelenggarakan setiap 10 megawatt kapasiti penaik dipasang.