Angin adalah salah satu daripada sumber alam semula jadi yang paling mampan di bumi ketika datang untuk menghasilkan kuasa elektrik. Apa yang perlu anda lakukan untuk memanfaatkannya ialah membina turbin kuasa angin yang mengubah pergerakan udara menjadi tenaga kinetik.
Walau bagaimanapun, menangkap angin secara besar-besaran memerlukan sebuah ladang angin - koleksi turbin angin yang direka khas di seberang lanskap atau lautan, di mana angin stabil dan kuat.
Turbin angin mempunyai bilah berbilang, yang ditetapkan tinggi pada menara, yang berputar pada angin dan kuasa panen.
Pakar industri mengatakan Amerika Syarikat mempunyai sumber angin yang mencukupi untuk menggandakan kapasiti penjanaan angin semasa dengan berkesan, dan bahawa berbuat demikian datang dengan membunuh manfaat alam sekitar. Di Amerika sahaja, kuasa angin menghalang pembebasan kira-kira 62 juta tan gas rumah hijau dan menyelamatkan 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. Walau bagaimanapun, jika anda ingin membina ladang angin anda sendiri, ia sebenarnya tidak terlalu sukar untuk dilakukan.
Bermula: Merancang Ladang Angin Anda
Membina ladang angin merupakan satu projek besar yang memerlukan pasukan pakar menangani pelbagai aspek projek, dari konsep untuk merancang pelaksanaan.
Dari memilih lokasi yang sesuai dan menaksir risiko kepada hidupan liar untuk mendapatkan permit yang betul dan melaksanakan dan menguji turbin itu sendiri, banyak perancangan berjalan di sebalik membina jenis penjana tenaga khas ini.
Pertama, pastikan untuk memilih lokasi yang mempunyai sumber angin yang mencukupi.
Tapak-tapak terbaik untuk ladang angin komersial mempunyai kelajuan angin sebanyak 13 batu sejam (6 meter / saat) atau lebih, menurut Persatuan Tenaga Angin Amerika. Terlalu banyak angin sebenarnya boleh menimbulkan ketegangan dan membuat projek lebih mahal.
Peta kelajuan angin khas boleh membantu anda mengenal pasti kawasan dengan sumber angin yang sesuai. Contohnya, Jabatan Tenaga AS menawarkan peta angin yang berguna, tetapi anda juga boleh menggunakan alat yang disebut anemometer untuk mengukur tenaga angin di tapak tertentu. Sesetengah 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.
Selanjutnya, anda perlu mempertimbangkan kebimbangan khusus lokasi sasaran, seperti akses jalan, kesan bunyi yang berpotensi, bayang-bayang berkilau dari bilah, dan isu-isu kebudayaan.
Menilai Risiko, Kos Ladang, dan Pembiayaan
Bilah berputar pada turbin angin boleh membunuh burung, kelawar, raptor dan air terjun yang terancam, jadi lebih baik untuk menempatkan turbin jauh dari koridor hidupan liar yang sibuk dan laluan migrasi tahunan. Jawatankuasa Penasihat Panduan Turbin Angin Ikan dan Hidupan Liar AS mencadangkan 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. Sebagai contoh, anda mungkin diminta untuk menghentikan sementara turbin semasa musim penghijrahan dan semasa tempoh angin yang rendah, apabila kelawar paling aktif dan hasil kuasa adalah minimum.
Fikirkan tentang 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 membuatkan anda kembali dengan purata $ 1,37 juta per megawatt kapasiti.
Pada umumnya, 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 peratus, atau kira-kira 1.4 sen setiap kilowatt-jam, menurut laporan yang dibiayai oleh AS Jabatan Tenaga.
Program rangsangan kerajaan juga memudahkan pembangunan sebuah ladang angin. Kredit cukai pengeluaran (PTC) kini menyediakan kredit cukai 2.3-per-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 memproyeksikan kos untuk membiayai projek angin anda, masukkan maklumat khusus anda ke dalam alat BITES interaktif (Senario, Bangunan, Senario Pengangkutan & Elektrik) yang disediakan oleh Makmal Tenaga Diperbaharui Kebangsaan. Anda juga mungkin ingin melayari pangkalan data insentif negeri dan persekutuan untuk tenaga boleh diperbaharui.
Pastikan Ladang Anda Memenuhi Keperluan Undang-Undang
Pengeluar elektrik ditadbir oleh undang-undang persekutuan seperti Akta Dasar Pengawalseliaan Awam Awam 1978 (PURPA), Akta Dasar Tenaga 2005 (EPACT 2005), dan Akta Kemerdekaan dan Keselamatan Tenaga 2007 (EISA 2007). Di samping 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, membenarkan boleh bergantung kepada proses penilaian kesan alam sekitar secara formal. Sebagai contoh, ladang angin diletakkan di atas harta yang diuruskan oleh Biro Pengurusan Tanah AS ditadbir oleh garis panduan tertentu yang bertujuan untuk melindungi spesies federally protected dan sumber semula jadi lain.
Kenalpasti Peralatan dan Reka Bentuk Ladang Angin
Turbin angin moden lebih ramping dan lebih besar daripada kincir angin lama, dengan bilah dan menara yang tinggi 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 1.5 megawatt dan dapat kuasa 500 rumah, tetapi model yang lebih baru berjalan lebih besar. Laman web General Electric memuatkan saiz sehingga 3.4 megawatt untuk kegunaan darat dan sehingga 6 megawatt untuk luar pesisir. Pengeluar turbin angin 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. Turbin angin jarang berlari dengan kapasiti penuh kerana generasi tenaga mereka bergantung kepada cuaca.
Selain turbin angin, ladang angin memerlukan sistem pengumpulan kuasa elektrik, transformer, rangkaian komunikasi, dan pencawang. Tambahan pula, sistem maklumat kawalan dan pemerolehan data (SCADA) digunakan untuk memantau prestasi. Seorang jurutera boleh mengesyorkan 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 cara untuk memberi tenaga kepada pelanggan borong atau runcit. Biasanya ini memerlukan talian penghantaran menghubungkan output ladang angin anda ke rangkaian penghantaran kuasa elektrik-grid tenaga-di rantau 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 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 Diperbaharui Kebangsaan (NREL), yang berfungsi dengan pemaju angin untuk mendapatkan kapasiti penghantaran dan saling hubungan. Kumpulan Utiliti Angin Utiliti juga menyediakan sumber untuk menghubungkan ladang angin ke sistem elektrik.
Pasang, Uji, 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; 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 kinks disetrika dan ladang angin mencapai kapasiti pengeluaran komersil sepenuhnya.
Setiap turbin angin memerlukan penyelenggaraan rutin setiap minggu. Persatuan Tenaga Angin Amerika mengatakan ia mengambil satu juruteknik angin untuk menyelenggarakan setiap 10 megawatt kapasiti penaik dipasang.