วิธีการสร้างฟาร์มพลังงานลม

ลมเป็นแหล่งทรัพยากรธรรมชาติที่ยั่งยืนที่สุดแห่งหนึ่งของโลกเมื่อพูดถึงการผลิตไฟฟ้า ทั้งหมดที่คุณต้องทำเพื่อควบคุมมันคือการสร้างกังหันลมที่แปลงการเคลื่อนไหวของอากาศเป็นพลังงานจลน์

การจับลมในพื้นที่ขนาดใหญ่จำเป็นต้องใช้ฟาร์มกังหันลมซึ่งเป็นกลุ่มกังหันลมที่ออกแบบมาเป็นพิเศษซึ่งตั้งอยู่ในแนวนอนหรือทะเลที่ซึ่งลมมีเสถียรภาพและแข็งแรง

กังหันลมมีใบมีดหลายใบซึ่งตั้งอยู่สูงบนเสาซึ่งหมุนได้ง่ายและมีพลังเก็บเกี่ยว

ผู้เชี่ยวชาญด้านอุตสาหกรรมกล่าวว่าสหรัฐอเมริกามีแหล่งพลังงานลมมากพอที่จะเพิ่มกำลังการผลิตไฟฟ้าได้เป็นสองเท่าและการทำเช่นนี้มาพร้อมกับผลประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมมากมาย ในอเมริกาเพียงอย่างเดียวพลังงานลมจะช่วยป้องกันการปล่อยก๊าซเรือนกระจกประมาณ 62 ล้านตันและช่วยประหยัดน้ำได้ถึง 20 พันล้านลิตรต่อปี

อุปสรรคที่อาจเป็นอุปสรรคต่อการสร้างฟาร์มลม ได้แก่ การโต้เถียงสาธารณะเกี่ยวกับตำแหน่งของกังหันลมการอนุญาตความท้าทายปัญหาทางการเงินและประเด็นทางเทคนิคเช่นความต้องการโครงสร้างพื้นฐานในการส่งพลังงานไปยังกริดไฟฟ้าที่ให้บริการลูกค้า อย่างไรก็ตามหากคุณต้องการสร้างฟาร์มลมของคุณเองก็ไม่ยากเกินไปที่จะทำ

เริ่มต้นใช้งาน: วางแผนฟาร์มกังหันลมของคุณ

การสร้างฟาร์มกังหันลมเป็นโครงการขนาดใหญ่ที่ต้องใช้ทีมงานผู้เชี่ยวชาญเพื่อจัดการกับหลาย ๆ ด้านของโครงการตั้งแต่ความคิดไปจนถึงการดำเนินการ

จากการเลือกสถานที่ที่เหมาะสมและประเมินความเสี่ยงต่อสัตว์ป่าเพื่อให้ได้ใบอนุญาตที่ถูกต้องรวมถึงการใช้และทดสอบกังหันเองจะต้องมีการวางแผนอย่างมากในการสร้างเครื่องกำเนิดพลังงานชนิดพิเศษนี้

ขั้นแรกให้เลือกสถานที่ที่มีทรัพยากรลมเพียงพอ

ตามที่สมาคมพลังงานลมแห่งอเมริกาตั้งเป้าหมายที่ดีที่สุดสำหรับฟาร์มลมพาณิชย์มีความเร็วลม 13 ไมล์ต่อชั่วโมง (6 เมตรต่อวินาที) หรือมากกว่า ลมมากเกินไปสามารถดึงอุปกรณ์และทำให้โครงการมีราคาแพงมากขึ้น

แผนที่ความเร็วลมพิเศษสามารถช่วยคุณระบุภูมิภาคที่มีทรัพยากรลมที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่นกระทรวงพลังงานสหรัฐเสนอแผนที่ลมที่มีประโยชน์ แต่คุณยังสามารถใช้เครื่องมือที่เรียกว่าเครื่องวัดความเร็วลมเพื่อวัดพลังงานลมที่ไซต์นั้น ๆ บางรัฐแม้มีโปรแกรมเงินกู้ anemometer วิศวกรของคุณอาจใช้บริการและซอฟต์แวร์พิเศษเช่น windNavigator และ GHWindFarmer เพื่อวิเคราะห์ภูมิประเทศสภาพอากาศและอากาศพลศาสตร์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพตำแหน่ง

นอกจากนี้คุณจะต้องคำนึงถึงความกังวลเป็นพิเศษเกี่ยวกับสถานที่เป้าหมายเช่นการเข้าถึงถนนผลกระทบจากเสียงรบกวนที่อาจเกิดขึ้นกะพริบเงาจากใบพัดและประเด็นทางวัฒนธรรม

การประเมินความเสี่ยงต้นทุนฟาร์มและการจัดหาเงินทุน

ใบปั่นด้ายกังหันลมสามารถฆ่านกที่เป็นอันตรายค้างคาวนกแร้งและนกน้ำดังนั้นควรตั้งกังหันให้ห่างจากแนวเดินป่าที่วุ่นวายและเส้นทางอพยพประจำปี คณะกรรมการที่ปรึกษาแนวทางการกังหันลมของปลาและสัตว์ป่าแห่งสหรัฐอเมริกาแนะนำแนวทางที่แยกได้ซึ่งรวมถึงการประเมินเบื้องต้นการกำหนดลักษณะไซต์และการศึกษาภาคสนามเพื่อทำนายและประเมินชนิดและแหล่งที่อยู่อาศัยที่ฟาร์ม Wind farm ทำร้าย

ในฐานะผู้พัฒนาไซต์คุณจะต้องทำงานอย่างใกล้ชิดกับหน่วยงานรัฐบาลที่เหมาะสม (หรืออนุญาตให้มีอำนาจ) เพื่อลดและลดการเสียชีวิตของสัตว์เนื่องจากฟาร์มกังหันลม ในบางกรณีคุณอาจได้รับอนุญาตให้สร้างฟาร์มกังหันลมถ้าคุณเปลี่ยนการดำเนินการให้เป็นสัตว์ป่าที่เป็นมิตรมากขึ้น ตัวอย่างเช่นคุณอาจจำเป็นต้องหยุดเครื่องกังหันชั่วคราวในช่วงฤดูการอพยพและในช่วงที่มีลมต่ำเมื่อค้างคาวมีการใช้งานมากที่สุดและให้พลังงานน้อยที่สุด

คิดเกี่ยวกับปริมาณพลังงานที่คุณต้องการผลิตหรือเท่าใดไซต์ก็สามารถผลิตได้และคุณสามารถใช้เงินได้มากแค่ไหน การจัดซื้อกังหันลมเพียงอย่างเดียวสามารถทำให้คุณมีกำลังการผลิตเฉลี่ยอยู่ที่ 1.37 ล้านเหรียญต่อเมกะวัตต์

โดยทั่วไประบบสาธารณูปโภคในการพัฒนาสิ่งอำนวยความสะดวกด้านพลังงานลมจะถูกกว่าสำหรับนักลงทุนเอกชนเนื่องจากสาธารณูปโภคสามารถใช้โครงสร้างทางการเงินที่ดีซึ่งช่วยลดค่าใช้จ่ายลงประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์หรือประมาณ 1.4 เซนต์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงตามรายงานจากสหรัฐฯ กรมพลังงาน

โครงการกระตุ้นเศรษฐกิจของรัฐบาลยังช่วยให้สามารถพัฒนาฟาร์มกังหันลมได้ง่ายขึ้น เครดิตภาษีการผลิต (PTC) ให้เครดิตภาษี 2.3 เซนต์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงในช่วงทศวรรษแรกของการดำเนินการ ถ้าคุณเริ่มต้นก่อสร้างสถานที่พลังงานทดแทนก่อนปี 2020 คุณอาจทำการเลือกตั้งที่ไม่สามารถเพิกถอนได้เพื่ออ้างสิทธิ์เครดิตภาษีการลงทุน (ITC)

หากต้องการประมาณการต้นทุนโครงการจัดหาลมของคุณโดยละเอียดให้เสียบรายละเอียดเฉพาะของคุณลงในเครื่องมือ BITES เชิงโต้ตอบ (Buildings, Industry, Transportation & Electricity Scenarios) ที่จัดทำโดย National Renewable Energy Laboratory นอกจากนี้คุณยังอาจต้องการเรียกดูฐานข้อมูลของรัฐและรัฐบาลกลางสิ่งจูงใจสำหรับพลังงานทดแทน

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าฟาร์มของคุณมีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดทางกฎหมาย

ผู้ผลิตไฟฟ้าจะถูกควบคุมโดยกฎหมายของรัฐบาลกลางเช่นกฎหมายว่าด้วยนโยบายสาธารณประโยชน์ในการกำกับดูแลกฎระเบียบ พ.ศ. 2521 (PURPA), พระราชบัญญัตินโยบายพลังงานแห่งปีพ. ศ. 2548 (EPACT 2005) และพระราชบัญญัติความเป็นอิสระและความมั่นคงด้านพลังงานของปี 2550 (EISA 2007) นอกจากนี้แต่ละรัฐมีการตีความแตกต่างกันว่ากฎหมายของรัฐบาลกลางมีผลบังคับใช้อย่างไรและพวกเขามีเอกสารที่หลากหลายในการส่งเสริมพลังงานหมุนเวียนผ่านทางกฎหมายของ RSP

ทนายความหรือที่ปรึกษาที่เชี่ยวชาญด้านการพัฒนาพลังงานหมุนเวียนสามารถช่วยคุณในการควบคุมกฎหมายที่ควบคุมโครงการที่คุณเสนอ นอกจากนี้คุณยังจะต้องมีใบอนุญาตด้านอาคารและสิ่งแวดล้อมจากหน่วยงานของรัฐ

หากฟาร์มกังหันลมของคุณนั่งอยู่บนที่ดินของรัฐบาลหรือมีพาร์ทเนอร์ของรัฐบาลกลางอนุญาตให้อาจขึ้นอยู่กับกระบวนการประเมินผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมอย่างเป็นทางการ ตัวอย่างเช่นฟาร์มกังหันลมที่วางอยู่บนที่ดินที่บริหารจัดการโดย US US Department of Land Management จะถูกควบคุมโดยแนวทางบางประการเพื่อปกป้องสายพันธุ์ที่ได้รับการคุ้มครองจากรัฐบาลกลางและทรัพยากรธรรมชาติอื่น ๆ

ระบุอุปกรณ์และการออกแบบฟาร์มกังหันลม

กังหันลมที่ทันสมัยมีลักษณะเพรียวบางและใหญ่กว่ากังหันลมเก่าด้วยใบและหอคอยขนาดมหึมาสูงเป็นตึกสูง ตำแหน่งที่แม่นยำของกังหันเหล่านี้ในฟาร์มกังหันลมมีผลต่อการผลิตพลังงานโดยรวม

ตามกฎทั่วไปกังหันลมที่มีขนาดใหญ่จะมีกำลังการผลิตมากขึ้น กังหันลมที่มีการติดตั้งกันมากที่สุดมีกำลังการผลิต 1.5 เมกกะวัตต์และสามารถใช้พลังงานได้ 500 ที่บ้าน แต่รุ่นใหม่กว่ามีขนาดใหญ่ขึ้น เว็บไซต์ของ General Electric มีขนาดถึง 3.4 เมกะวัตต์สำหรับการใช้งานบนบกและถึง 6 เมกะวัตต์สำหรับงานนอกชายฝั่ง ผู้ผลิตกังหันลมชั้นนำอื่น ๆ ได้แก่ Vestas, Goldwind, Enercon, Siemens, Sulzon, Gamesa, United Power, Ming Yang และ Nordex

กังหันลมขนาดใหญ่และหนักจำเป็นต้องใช้ฐานรากที่ใหญ่กว่าและมีต้นทุนเพิ่มขึ้นในการติดตั้ง กังหันลมนอกชายฝั่งต้องได้รับการออกแบบมาสำหรับสภาวะของมหาสมุทร กังหันลมไม่ค่อยใช้พลังงานเต็มที่เนื่องจากการผลิตพลังงานของพวกเขาขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ

นอกเหนือจากกังหันลมฟาร์มกังหันลมต้องใช้ระบบเก็บรวบรวมพลังงานหม้อแปลงเครือข่ายการสื่อสารและสถานีไฟฟ้าย่อย นอกจากนี้ยังมีระบบข้อมูลการควบคุมดูแลและการรับข้อมูล (SCADA) เพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพ วิศวกรสามารถแนะนำอุปกรณ์และตำแหน่งกังหันที่เหมาะสมตามพื้นที่เป้าหมายด้านการเงินและเป้าหมายด้านพลังงานของคุณ

กำลังการส่งผ่านที่ปลอดภัย

หากคุณกำลังวางแผนฟาร์มกังหันลมเพื่อการพาณิชย์คุณต้องมีวิธีการส่งมอบพลังงานให้กับลูกค้ารายย่อยหรือลูกค้ารายย่อย โดยปกติจะต้องใช้สายส่งที่เชื่อมโยงผลผลิตของฟาร์มลมของคุณไปยังเครือข่ายการส่งพลังงานไฟฟ้าซึ่งเป็นกริดพลังงานในภูมิภาคของคุณ ฟาร์มกังหันลมเชิงพาณิชย์ที่ตั้งอยู่ในพื้นที่ห่างไกลสามารถพบกับความท้าทายในการรักษาความสามารถในการส่งผ่านและการเชื่อมต่อกับโครงข่าย

หรือฟาร์มลมขนาดเล็กสามารถใช้เป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าเฉพาะสำหรับชุมชนหรือธุรกิจ ในกรณีเหล่านี้ฟาร์มกังหันลมอาจไม่จำเป็นต้องเชื่อมโยงกับโครงข่ายไฟฟ้าตามปกติ อย่างไรก็ตามในการขายพลังงานส่วนเกินคุณยังคงต้องการวิธีการส่งมอบกระแสไฟฟ้าให้กับยูทิลิตี้ไฟฟ้า

ตรวจสอบกับห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติ (NREL) ซึ่งทำงานร่วมกับนักพัฒนาลมเพื่อสร้างความสามารถในการรับส่งข้อมูลและการเชื่อมโยงกัน กลุ่มยูทิลิตี้ Wind Integration Group มีแหล่งทรัพยากรสำหรับเชื่อมต่อฟาร์มลมเข้ากับระบบไฟฟ้า

ติดตั้งทดสอบและเรียกใช้อุปกรณ์

การก่อสร้างฟาร์มกังหันลมสามารถทำได้ภายในไม่กี่เดือน อย่างไรก็ตามก่อนอื่นคุณอาจต้องสร้างถนนเข้าไปในไซต์เพื่อลากกังหันลมและอุปกรณ์อื่น ๆ

สำหรับกังหันลมแต่ละกังหันคุณจำเป็นต้องขุดหลุมและเติมด้วยคอนกรีตเสริมเหล็กเพื่อทำหน้าที่เป็นรากฐานที่มั่นคง กระบวนการนี้มีความต้องการมากขึ้นในสภาพที่เป็นหินหรือฟาร์มลมนอกชายฝั่ง เมื่อมูลนิธิเตรียมแม้ว่าคุณจะต้องสร้างกังหันกับรอกพิเศษ

ต่อไปคุณจะวางสายไฟฟ้าและระบบไว้ในสถานที่และใช้การทดสอบเพื่อให้แน่ใจว่าองค์ประกอบทั้งหมดทำงานได้อย่างถูกต้อง มันมักจะใช้เวลาหกเดือนก่อนที่จะมีการรีดออก Kinks และฟาร์มกังหันลมประสบความสำเร็จในการผลิตเชิงพาณิชย์เต็มรูปแบบ

กังหันลมแต่ละตัวต้องการค่าบำรุงรักษาประจำปีเป็นประจำทุกสัปดาห์ สมาคมพลังงานลมแห่งอเมริกากล่าวว่าต้องใช้ช่างเทคนิคลมเพียงแห่งเดียวในการให้บริการกำลังการผลิตติดตั้งทุกๆ 10 เมกะวัตต์