Vind är en av jordens mest hållbara naturresurser när det gäller att generera elkraft. Allt du behöver göra för att sätta på är att konstruera en vindkraftsturbin som omvandlar luftens rörelse till kinetisk energi.
Att fånga vind i stor skala kräver dock en vindkraftpark - en samling speciellt konstruerade vindkraftverk placerade över landskapet eller havet, där vindarna är stabila och starka.
Vindkraftverk har flera blad, som är höga på torn, som snurrar i vind och skördkraft.
Industrins experter säger att Förenta staterna har tillräckligt med vindresurser för att effektivt fördubbla sin nuvarande vindkraftkapacitet, och att det därmed kommer med en rad miljöfördelar. I Amerika förhindrar vindkraften att utsläpp av cirka 62 miljoner ton växthusgaser och konserverar 20 miljarder liter vatten årligen.
Potentiella hinder för att bygga vindkraftparker är offentlig kontrovers över vindkraftverkens placering, möjliggör utmaningar, finansieringshinder och tekniska problem, såsom behovet av infrastruktur för att överföra kraften till elnätet som betjänar kunder. Men om du vill bygga din egen vindkraftpark, är det faktiskt inte så svårt att göra.
Komma igång: Planera din vindkraftpark
Att bygga en vindkraftpark är ett stort projekt som kräver specialister att hantera de många aspekterna av projektet, från idé till planering till implementering.
Från att välja rätt plats och utvärdera risken för vilda djur att förvärva rätt tillstånd och implementera och testa turbinerna själva, går mycket planering bakom byggandet av denna speciella typ av energigenerator.
Först, se till att du väljer en plats som har tillräckligt med vindresurser.
De bästa platserna för kommersiella vindkraftparker har vindhastigheter på 13 miles per timme (6 meter / sekund) eller mer, enligt den amerikanska vindkraftsorganisationen. För mycket vind kan faktiskt påverka utrustningen och göra projektet dyrare.
Speciella vindhastighetskartor kan hjälpa dig att identifiera en region med lämpliga vindresurser. Till exempel erbjuder US Department of Energy en praktisk vindkarta, men du kan också använda ett verktyg som kallas en anemometer för att mäta vindkraft på en viss plats. Vissa stater erbjuder även anemometer låneprogram. Din ingenjör kan använda specialiserade tjänster och programvara, som windNavigator och GHWindFarmer, för att analysera topografi, väderförhållanden och aerodynamik för att optimera platsen.
Vidare måste du överväga speciella problem med målplatsen, till exempel vägåtkomst, potentiella bullerpåverkan, flimrande skuggor från knivarna och kulturella problem.
Bedömning av risker, jordbrukskostnader och finansiering
Spindelblad på vindkraftverk kan döda hotade fåglar, fladdermöss, rovfåglar och vattenfåglar, så det är bäst att placera turbiner borta från upptagna djurlivskorridorer och årliga vandringsvägar. Den amerikanska fisk- och vildtjänstens rådgivande kommitté för vindturbinriktlinjer rekommenderar en tierad strategi som innehåller en preliminär bedömning, platskaraktärisering och fältstudier för att förutse och utvärdera de arter och livsmiljöer som skadas av vindkraftparken.
Som platsutvecklare måste du arbeta nära med lämplig myndighet (eller tillåta myndighet) för att minska och mildra dödsfall av djur på grund av vindkraftparken. i vissa fall kan du få bygga vindkraftparken om du ändrar sin verksamhet för att vara mer djurvänlig. Till exempel kan du vara tvungen att tillfälligt stoppa turbiner under migreringstid och under perioder med låg vind, när fladdermöss är mest aktiva och kraftutbytet är minimalt.
Tänk på hur mycket energi du vill producera - eller hur mycket webbplatsen kan producera - och hur mycket pengar du kan spendera. Att köpa vindkraftverk ensam kan sätta dig tillbaka i genomsnitt $ 1,37 miljoner per megawatt av kapacitet.
Generellt sett är det billigare att verktygen utvecklar vindkraftanläggningar än vad det är för privata investerare eftersom de kan utnyttja gynnsamma finansieringsstrukturer som minskar kostnaderna med cirka 30 procent, eller cirka 1,4 cent per kilowatt-timme, enligt en rapport som finansieras av USA Institutionen för energi.
Regeringens stimulansprogram gör det också lättare att utveckla en vindkraftpark. Produktionskattkrediten (PTC) ger nu en skattkredit på 2,3 cent per kilowatt-timme under det första decenniet av operationen. Om du börjar bygga på din förnybara energiförsörjning före 2020 kan du göra ett oåterkalleligt val för att göra anspråk på ett investment tax credit (ITC).
För att projicera den nivåerade kostnaden för att finansiera ditt vindprojekt, koppla in dina specifika detaljer i de interaktiva BITES-verktygen (Byggnader, Industri, Transport och El scenarier) som tillhandahålls av National Renewable Energy Laboratory. Du kanske också vill bläddra i databasen med statliga och federala incitament för förnybar energi.
Se till att din gård uppfyller juridiska krav
Elektricitetsproducenterna regleras av federala lagar, såsom lagen om offentlig lagstiftning av 1978 (PURPA), energipolitiska lagen från 2005 (EPACT 2005) och lagen om energioberoende och säkerhet 2007 (EISA 2007). Dessutom har enskilda stater olika tolkningar av hur dessa federala lagar gäller, och de har olika mandat för att främja förnybar energi genom lagstiftning om förnybar portföljstandard (RPS).
En advokat eller konsult som är specialiserad på utveckling av förnybar energi kan hjälpa dig att navigera i de lagar som styr ditt föreslagna projekt. Du kommer också att behöva olika bygg- och miljötillstånd från myndigheter.
Om din vindkraftpark kommer att sitta på offentlig egendom eller har en federal byråpartner kan det vara tillåtet att göra en formell bedömning av miljökonsekvensbedömningen. Till exempel styrs vindkraftparker som placeras på egendom som förvaltas av den amerikanska presidiet för markhantering av vissa riktlinjer för att skydda federalt skyddade arter och andra naturresurser.
Identifiera utrustning och vindparksdesign
Moderna vindkraftverk är slankare och större än gammaldags väderkvarnar, med enorma blad och torn lika långa som höghus. Den exakta placeringen av dessa turbiner på en vindkraftpark påverkar sin totala energiproduktion.
Generellt sett desto större vindkraftverk är desto större är dess produktionskapacitet. Den mest installerade vindturbinen har en kapacitet på 1,5 megawatt och kan driva 500 hem, men nyare modeller kör ännu större. General Electrics hemsida visar storlekar upp till 3,4 megawatt för användning på land och upp till 6 megawatt för offshore. Andra ledande vindkraftverkstillverkare inkluderar Vestas, Goldwind, Enercon, Siemens, Sulzon, Gamesa, United Power, Ming Yang och Nordex.
Stora och tunga vindkraftverk kräver större fundament och kostar mer att installera. Offshore vindkraftverk måste utformas för havsförhållanden. Vindkraftverk kör sällan vid full kapacitet eftersom deras energiproduktion är väderberoende.
Förutom vindkraftverk kräver en vindkraftverk ett system för elektrisk kraftuppsamling, transformatorer, ett kommunikationsnätverk och transformatorer. Dessutom används ett system för övervakningskontroll och datainsamling (SCADA) för att övervaka prestanda. En ingenjör kan rekommendera lämplig utrustning och turbinplacering baserat på din webbplats, ekonomi och energimål.
Säker överföringskapacitet
Om du planerar en vindkraftpark i kommersiell skala behöver du ett sätt att leverera energi till grossister eller privatkunder. Vanligtvis krävs det överföringsledningar som kopplar ut din vindkraftproduktion till elnätet, energinätet i din region. Kommersiella vindkraftparker placerade på avlägsna platser kan vara en utmaning för att säkerställa överföringskapacitet och sammankoppling med nätet.
Alternativt kan mindre vindkraftverk användas som en dedikerad energikälla för en gemenskap eller ett företag. I dessa fall kan vindkraftverket inte kräva en länk till det vanliga elnätet. Men för att sälja överflödig kraft behöver du fortfarande ett sätt att leverera strömmen till elverktyget.
Kontrollera med National Renewable Energy Laboratory (NREL), som arbetar med vindutvecklare för att säkra överföringskapacitet och sammankoppling. Utility Wind Integration Group ger också resurser för att ansluta en vindkraftpark till det elektriska systemet.
Installera, testa och köra utrustningen
Vindkraftbyggnad kan slutföras inom några månader. Du kan dock först behöva bygga vägar till platsen för att dra i vindkraftverk och annan utrustning.
För varje vindkraftverk måste du gräva ett hål och fylla det med armerad betong för att fungera som en stabiliserande grund. Denna process är mer krävande vid steniga förhållanden eller vindkraftparker. När grunden är förberedd, måste du bygga turbinerna med specialiserade lyftar.
Därefter sätter du de elektriska ledningarna och systemen på plats och kör test för att säkerställa att alla element fungerar korrekt. Det tar ofta sex månader innan kinkarna strykas ut och vindkraftparken uppnår full kommersiell produktionskapacitet.
Varje vindkraftverk behöver ungefär en veckas värde av rutinunderhåll per år. Den amerikanska vindkraftsorganisationen säger att det tar en vindtekniker att betjäna varje 10 megawatt installerad genereringskapacitet.