Wind is een van de meest duurzame natuurlijke bronnen op aarde als het gaat om het opwekken van elektriciteit. Het enige dat u hoeft te doen om het te gebruiken, is het construeren van een windenergieturbine die de beweging van de lucht omzet in kinetische energie.
Op grote schaal wind vangen vereist echter een windmolenpark - een verzameling speciaal ontworpen windturbines die zich over het landschap of de oceaan bevinden, waar de wind stabiel en krachtig is.
Windturbines hebben meerdere bladen, die hoog op torens staan, die in de wind draaien en kracht oogsten.
Experts uit de industrie zeggen dat de Verenigde Staten voldoende windkracht hebben om de huidige windopwekkingscapaciteit effectief te verdubbelen en dat dit gepaard gaat met een hoop milieuwinst. Alleen al in Amerika voorkomt windenergie de uitstoot van ongeveer 62 miljoen ton broeikasgassen en bespaart het jaarlijks 20 miljard liter water.
Potentiële obstakels voor het bouwen van windmolenparken zijn onder meer publieke controverse over de plaatsing van de windturbines, uitdagingen, financieringsproblemen en technische kwesties, zoals de behoefte aan infrastructuur om de stroom naar het elektriciteitsnet door te geven dat klanten van dienst is. Als u echter uw eigen windpark wilt bouwen, is het eigenlijk niet zo moeilijk om te doen.
Aan de slag: uw windpark plannen
Het bouwen van een windpark is een groot project dat teams van specialisten nodig heeft om de vele aspecten van het project aan te kunnen, van ontwerp tot planning tot implementatie.
Van het selecteren van de juiste locatie en het beoordelen van het risico voor dieren in het wild tot het verkrijgen van de juiste vergunningen en het implementeren en testen van de turbines zelf, veel planning gaat achter het bouwen van dit speciale type energiegenerator.
Kies eerst een locatie met voldoende windkrachtbronnen.
De beste locaties voor commerciële windparken hebben windsnelheden van 13 mijl per uur (6 meter / seconde) of meer, volgens de American Wind Energy Association. Te veel wind kan apparatuur juist belasten en het project duurder maken.
Speciale windkrachtkaarten kunnen u helpen een regio met geschikte windbronnen te identificeren. Het Amerikaanse ministerie van Energie biedt bijvoorbeeld een handige windkaart, maar u kunt ook een hulpmiddel gebruiken, een windmeter, om windenergie op een specifieke locatie te meten. Sommige staten bieden zelfs leningenprogramma's voor anemometers aan. Uw technicus kan gespecialiseerde services en software gebruiken, zoals windNavigator en GHWindFarmer, om topografie, weersomstandigheden en aerodynamica te analyseren om de locatie te optimaliseren.
Verder moet u rekening houden met speciale aandachtspunten van de doellocatie, zoals toegang tot de weg, potentiële geluidsimpact, flikkerende schaduwen van de messen en culturele kwesties.
Risico's, bedrijfskosten en financiering beoordelen
De draaiende messen op windturbines kunnen bedreigde vogels, vleermuizen, roofvogels en watervogels doden, dus het is het beste om turbines uit de buurt van drukke wildlife corridors en jaarlijkse migratiewegen te plaatsen. De Adviescommissie van de Windturbinerichtlijnen van de Fish and Wildlife Service van de VS beveelt een gelaagde aanpak aan met een voorlopige beoordeling, sitekarakterisering en veldstudies om de soorten en habitats die door het windpark zijn aangetast, te voorspellen en te beoordelen.
Als ontwikkelaar van de site moet u nauw samenwerken met de juiste overheidsinstantie (of vergunningverlenende instantie) om de sterfgevallen van dieren als gevolg van het windpark te verminderen en te beperken; in sommige gevallen kan het zijn dat je het windpark mag bouwen als je de werking ervan wijzigt om meer natuurvriendelijk te zijn. U zou bijvoorbeeld kunnen worden verplicht om turbines tijdelijk te stoppen tijdens het migratieseizoen en tijdens perioden van weinig wind, wanneer vleermuizen het meest actief zijn en de energieopbrengst minimaal is.
Bedenk hoeveel energie u wilt produceren, of hoeveel de site kan produceren, en hoeveel u kunt uitgeven. Alleen al het kopen van windturbines kan een gemiddelde van $ 1,37 miljoen per megawatt aan capaciteit terugbrengen.
Over het algemeen is het goedkoper voor nutsbedrijven om windkrachtfaciliteiten te ontwikkelen dan voor particuliere investeerders, omdat nutsbedrijven gunstige financieringsstructuren kunnen aanboren die de kosten met ongeveer 30 procent verlagen, of ongeveer 1,4 cent per kilowattuur, volgens een rapport dat wordt gefinancierd door de VS. Ministerie van Energie.
Stimuleringsprogramma's van de overheid maken het ook gemakkelijker om een windpark te ontwikkelen. De productiebelastingvermindering (PTC) biedt nu een belastingvermindering van 2,3 cent per kilowattuur tijdens het eerste decennium van exploitatie. Als u vóór 2020 met de bouw van uw installatie voor hernieuwbare energie begint, kunt u een onherroepelijke verkiezing maken om een Investment Tax Credit (ITC) te claimen.
Om de genivelleerde kosten van de financiering van uw windproject te projecteren, sluit u uw specifieke details aan op de interactieve BITES-hulpmiddelen (Gebouwen, Industrie, Transport & Elektriciteitscenario's) van het National Renewable Energy Laboratory. Misschien wilt u ook bladeren door de database met overheids- en overheidsstimulansen voor duurzame energie.
Zorg dat uw bedrijf voldoet aan de wettelijke vereisten
Elektriciteitsproducenten worden beheerst door federale wetten, zoals de wet op de regelgevende overheidspolitiek van 1978 (PURPA), de energiebeleidswet van 2005 (EPACT 2005) en de energie-onafhankelijkheids- en veiligheidswet van 2007 (EISA 2007). Bovendien hebben individuele staten verschillende interpretaties van hoe deze federale wetten van toepassing zijn en hebben ze verschillende mandaten om hernieuwbare energie te promoten via de wetgeving inzake hernieuwbare portefeuillestandaarden (RPS).
Een advocaat of consultant die gespecialiseerd is in de ontwikkeling van hernieuwbare energie kan u helpen bij het navigeren door de wetten die van toepassing zijn op uw voorgestelde project. Je hebt ook verschillende bouw- en milieuvergunningen van overheidsinstanties nodig.
Als uw windpark op overheidsbezit zal zitten of een federale agentschapspartner heeft, kan toestemming afhankelijk zijn van een formeel milieueffectbeoordelingsproces. Zo worden windmolenparken die zijn geplaatst op onroerend goed dat wordt beheerd door het Amerikaanse Bureau of Land Management onderworpen aan bepaalde richtlijnen die zijn bedoeld om federaal beschermde soorten en andere natuurlijke hulpbronnen te beschermen.
Identificeer uitrusting en windmolenparkontwerp
Moderne windturbines zijn slanker en groter dan ouderwetse windmolens, met enorme bladen en torens zo hoog als hoogbouw. De precieze plaatsing van deze turbines op een windpark heeft invloed op de algehele energieproductie.
Over het algemeen geldt dat hoe groter de windturbine, hoe groter de opwekkingscapaciteit. De meest geïnstalleerde windturbine heeft een capaciteit van 1,5 megawatt en kan 500 huizen van stroom voorzien, maar nieuwere modellen lopen zelfs nog groter. De website van General Electric geeft een opsomming van maximaal 3,4 megawatt voor gebruik op het vasteland en tot 6 megawatt voor offshore. Andere toonaangevende producenten van windturbines zijn Vestas, Goldwind, Enercon, Siemens, Sulzon, Gamesa, United Power, Ming Yang en Nordex.
Grote en zware windturbines vereisen een grotere basis en kosten meer om te installeren. Offshore windturbines moeten worden ontworpen voor condities op zee. Windturbines draaien zelden op volle capaciteit, omdat de opwekking van energie afhankelijk is van het weer.
Naast windturbines vereist een windpark een systeem voor het verzamelen van elektrische energie, transformatoren, een communicatienetwerk en onderstations. Bovendien wordt een informatiesysteem voor toezichtcontrole en gegevensverzameling (SCADA) gebruikt om de prestaties te bewaken. Een technicus kan geschikte apparatuur en plaatsing van turbines aanbevelen op basis van uw site, financiën en energiedoelen.
Veilige transmissiecapaciteit
Als u een windturbinepark op commerciële schaal plant, moet u een manier bieden om energie te leveren aan klanten in de groothandel of de detailhandel. Dit vereist typisch transmissielijnen die de output van uw windpark verbinden met het elektriciteitstransmissienetwerk - het energienetwerk - in uw regio. Commerciële windparken die zich op afgelegen locaties bevinden, kunnen het een uitdaging vinden om de transmissiecapaciteit en de interconnectiviteit met het netwerk te beveiligen.
Als alternatief kunnen kleinere windparken worden gebruikt als een speciale bron van elektriciteit voor een gemeenschap of bedrijf. In deze gevallen heeft het windpark mogelijk geen koppeling met het reguliere elektriciteitsnet nodig. Om overtollig vermogen te verkopen, hebt u echter nog steeds een manier nodig om die stroom aan het elektriciteitsbedrijf te leveren.
Neem contact op met het National Renewable Energy Laboratory (NREL), dat samenwerkt met windontwikkelaars om de transmissiecapaciteit en interconnectiviteit te beveiligen. De Utility Wind Integration Group biedt ook middelen voor het aansluiten van een windpark op het elektrische systeem.
Installeren, testen en uitvoeren van de apparatuur
De constructie van windparken kan binnen enkele maanden worden voltooid. Het is echter mogelijk dat u eerst wegen naar de site moet bouwen om de windturbines en andere apparatuur binnen te halen.
Voor elke windturbine moet je een gat graven en het vullen met gewapend beton om te dienen als een stabiliserende basis; dit proces is veeleisender in rotsachtige omstandigheden of offshore windparken. Zodra de fundering is voorbereid, moet u de turbines plaatsen met gespecialiseerde takels.
Vervolgens legt u de elektrische bedrading en systemen op hun plaats en voert u tests uit om te zorgen dat alle elementen naar behoren werken. Het duurt vaak zes maanden voordat de knikken zijn gladgestreken en het windpark de volledige commerciële productiecapaciteit bereikt.
Elke windturbine heeft ongeveer een week aan routine-onderhoud per jaar nodig. De American Wind Energy Association zegt dat er één windtechnicus nodig is om elke 10 megawatt aan geïnstalleerde productiecapaciteit te onderhouden.