Cómo construir una granja eólica

El viento es uno de los recursos naturales más sostenibles de la Tierra cuando se trata de generar energía eléctrica. Para aprovecharlo, todo lo que necesita hacer es construir una turbina de energía eólica que convierta el movimiento del aire en energía cinética. Sin embargo, para hacer eso a gran escala, necesitará una colección de viento, una colección de turbinas eólicas especialmente diseñadas colocadas en el paisaje o océano, donde los vientos son estables y fuertes. Las turbinas eólicas tienen múltiples cuchillas, que se colocan en las torres, que giran en la brisa y la potencia de la cosecha.

Los expertos de la industria dicen que Estados Unidos tiene suficientes recursos eólicos para duplicar efectivamente su capacidad de generación de viento actual, y que hacerlo viene con una serie de beneficios ambientales. Solo en Estados Unidos, la energía eólica previene la liberación de aproximadamente 62 millones de toneladas de gases de efecto invernadero, y conserva 20 mil millones de galones de agua anualmente.

Los posibles obstáculos para construir parques eólicos incluyen la controversia pública sobre la colocación de las turbinas eólicas, permitiendo desafíos, preocupaciones financieras y problemas técnicos, como la necesidad de infraestructura para transmitir la energía a la red eléctrica que atiende a los clientes. Sin embargo, si desea construir su propio parque eólico, no es demasiado difícil de hacer.

Comenzando: Planificación de su parque eólico

Construir un parque eólico es un gran proyecto que requiere que los equipos de especialistas manejen los muchos aspectos del proyecto de la concepción y la planificación de la implementación. La planificación es especialmente crucial para este tipo de generador de energía. La ubicación adecuada debe evaluarse para cualquier riesgo de vida silvestre, los permisos deben ser adquiridos y las turbinas mismas deben ser probadas.

Primero, asegúrese de elegir una ubicación que tenga suficientes recursos de viento. Los mejores sitios para parques eólicos comerciales tienen velocidades de viento de 13 millas por hora (6 metros por segundo) o más, según la American Wind Energy Association. Si bien puede parecer que cuanto más viento, mejor, demasiado viento puede forzar equipos y hacer que el proyecto sea más caro.

Los mapas especiales de velocidad del viento pueden ayudarlo a identificar una región con recursos de viento adecuados. Por ejemplo, el u.S. El Departamento de Energía ofrece un práctico mapa de viento. También puede tomar mediciones de energía eólica usted mismo, utilizando una herramienta llamada anemómetro, en el sitio que está considerando. Algunos estados incluso ofrecen programas de préstamos de anemómetro. Su ingeniero puede usar servicios y software especializados para optimizar la ubicación, como Windnavigator y GH WindFarmer, que analizan la topografía, las condiciones climáticas y la aerodinámica.

Además, deberá considerar preocupaciones especiales de la ubicación objetivo, como el acceso a la carretera, los posibles impactos de ruido, las sombras parpadeantes de las cuchillas y los problemas culturales.

Evaluar los riesgos de vida silvestre

Las palas giratorias en las turbinas eólicas pueden matar aves en peligro de extinción, murciélagos, aves de avaza y aves acuáticas, por lo que es mejor colocar turbinas lejos de los concurridos corredores de vida silvestre y los caminos migratorios anuales. El u.S. El Comité Asesor de Directrices de Turbinas de Ebaltería de Fish and Wildlife, recomienda un enfoque escalonado que incluya una evaluación preliminar, caracterización del sitio y estudios de campo para predecir y evaluar las especies y hábitats perjudicados por el parque eólico.

Como desarrollador del sitio, deberá trabajar en estrecha colaboración con la agencia gubernamental apropiada (o permitir la autoridad) para reducir y mitigar la muerte de los animales debido al parque eólico. En algunos casos, se le puede permitir construir el parque eólico en áreas sensibles si altera su operación para que sea más amigable para la vida silvestre. Por ejemplo, se le puede requerir que detenga temporalmente las turbinas durante las temporadas de migración o durante los períodos de bajo viento, cuando los murciélagos son más activos y el rendimiento de potencia es mínimo.

Costos de parques eólicos y financiamiento

Piense en cuánta energía desea producir, o cuánto puede producir el sitio y cuánto dinero puede gastar. Comprar turbinas eólicas por sí solas puede costarle un promedio de $ 1.37 millones por megavatio de capacidad.

En general, es más barato que los servicios públicos desarrollen instalaciones de energía eólica que para los inversores privados porque las empresas de servicios públicos pueden aprovechar las estructuras de financiación favorables que reducen los costos en aproximadamente un 30%, o aproximadamente 1.4 centavos por kilovatio-hora, según un informe financiado por la U.S. Departamento de Energía.

Los programas de estímulo gubernamental también hacen que sea más fácil desarrollar un parque eólico. El crédito fiscal de producción (PTC) ahora proporciona un 2.Crédito fiscal de 3 centavos por kilowatt-hora durante la primera década de operación.

Para proyectar el costo nivelado de financiar su proyecto eólico, conecte sus detalles específicos a las herramientas interactivas de Bites (edificios, industria, transporte y escenarios de electricidad) proporcionadas por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable. También es posible que desee navegar por la base de datos de incentivos estatales y federales de energía renovable.

Asegúrese de que su granja cumpla con los requisitos legales

Los productores de electricidad se rigen por leyes federales como la Ley de Políticas Regulatorias de Servicios Públicos de 1978 (PROPA), la Ley de Política Energética de 2005 (Epact 2005) y la Ley de Independencia y Seguridad de la Energía de 2007 (EISA 2007). Los estados individuales también tienen diferentes interpretaciones de cómo se aplican estas leyes federales, y tienen mandatos variables para promover la energía renovable a través de la legislación de estándares de cartera renovables (RPS).

Un abogado o consultor que se especialice en desarrollo de energía renovable puede ayudarlo a navegar por las leyes que rigen su proyecto propuesto. Estas personas también pueden ayudarlo a adquirir los diversos permisos de construcción y medio ambiente que necesitará de las agencias gubernamentales.

Si su parque eólico se sentará en la propiedad del gobierno o tiene un socio de la agencia federal, los permisos pueden depender de un proceso formal de evaluación de impacto ambiental. Por ejemplo, los parques eólicos colocados en la propiedad administrada por la U.S. La Oficina de Gestión de Tierras se rige por ciertas pautas destinadas a proteger las especies protegidas federalmente y otros recursos naturales.

Identificar equipos y diseño de parques eólicos

Las turbinas eólicas modernas son más elegantes y más grandes que los molinos de viento anticuados, con enormes cuchillas y torres tan altas como edificios de gran altura. La colocación precisa de estas turbinas en un parque eólico afecta su producción general de energía.

Como regla general, cuanto mayor es la turbina eólica, mayor es su capacidad de generación. La turbina eólica más comúnmente instalada tiene una calificación de capacidad de 1.5 megavatios y pueden alimentar hasta 500 casas, pero los modelos más nuevos se ejecutan aún más grandes. El sitio web de General Electric enumera tamaños de hasta 3.4 megavatios para uso en tierra y hasta seis megavatios para uso en alta mar. Otros fabricantes principales de turbinas eólicas incluyen Vestas, Goldwind, Enercon, Siemens, Sulzon, Gamessa, United Power, Ming Yang y Nordex.

Las turbinas eólicas grandes y pesadas requieren cimientos más grandes, y cuestan más para instalar. Las turbinas eólicas en alta mar deben estar diseñadas para condiciones oceánicas. Las turbinas eólicas rara vez funcionan a plena capacidad ya que su generación de energía depende del clima.

Además de las turbinas eólicas, un parque eólico requiere un sistema de recolección de energía eléctrica, transformadores, una red de comunicaciones y subestaciones. Además, se utiliza un sistema de información de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA) para monitorear el rendimiento. Un ingeniero puede recomendar equipos adecuados y colocación de turbinas basadas en su sitio, finanzas y objetivos de energía.

Capacidad de transmisión segura

Si está planeando un parque eólico a escala comercial, necesita una forma de entregar energía a los clientes mayoristas o minoristas. Por lo general, esto requiere líneas de transmisión que vinculan la salida de su parque eólico con la red de transmisión de energía eléctrica: la cuadrícula de energía en su región. Los parques eólicos comerciales en ubicaciones remotas pueden encontrar difícil asegurar la capacidad de transmisión y la interconectividad con la cuadrícula.

Alternativamente, los parques eólicos más pequeños se pueden utilizar como una fuente dedicada de electricidad para una comunidad o negocio. En estos casos, el parque eólico puede no requerir un enlace a la red eléctrica regular. Sin embargo, para vender exceso de energía, aún necesita una forma de entregar esa energía a la empresa eléctrica.

Para obtener más información, consulte con el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL), que trabaja con los desarrolladores eólicos para asegurar la capacidad de transmisión y la interconectividad. El grupo de integración de viento de servicios públicos también proporciona recursos para conectar un parque eólico al sistema eléctrico.

Instalar, probar y ejecutar el equipo

La construcción del parque eólico se puede completar en unos pocos meses. Sin embargo, es posible que primero deba construir caminos en el sitio para transportar en las turbinas eólicas y otros equipos.

Para cada turbina eólica, deberá excavar un agujero y llenarlo con concreto reforzado para servir como base estabilizadora. Este proceso es más exigente en condiciones rocosas o en parques eólicos en alta mar. Una vez que se prepare la base, deberá erigir las turbinas con polipastos especializados.

A continuación, colocará el cableado eléctrico y los sistemas en su lugar y ejecutará pruebas para garantizar que todos los elementos funcionen correctamente. A menudo tarda seis meses antes de que los problemas se resuelvan y el parque eólico logre la capacidad de producción comercial completa.

Cada turbina eólica necesita aproximadamente una semana de mantenimiento de rutina por año. La American Wind Energy Association dice que se necesita un técnico eólico para atender cada 10 megavatios de capacidad de generación instalada.