Sedan 2007 har vindkraftskapaciteten i USA ökat i takt med 30 procent per år, snabbare än någon annan kraftgenererande teknik. Tillväxttakten fortsätter att öka trots komplexiteten att utnyttja vindteknik. Till exempel finns det fortfarande frågor om den korrekta utformningen av vindkraftparker och mängden markareal som krävs för att installera dem effektivt. Vattenkraftprojekt med vindkraftverk och vindkraftverk har en hel separat uppsättning designhänsyn.

TL; DR (för länge, läste inte)

Vindkraftverk behöver en oförändrad och oavbruten flöde eller luft för att fungera effektivt, vilket innebär att det inte får finnas några hinder i närheten. Forskare har föreslagit att det är tillräckligt för bostads vindkraftverk 150 meter från närliggande hinder. När det gäller vindkraftavstånd, måste turbiner vara minst 7 rotordiameter från varandra.

Bostadsanläggningar

En vindturbin är mest effektiv när den arbetar i en jämn, jämn , oförändrat och oavbruten luftflöde. Det händer aldrig i den verkliga världen, men när man planerar var man ska installera en vindkraftverk måste platserna vara så nära som möjligt till idealet. För bostadssystem är det inte så mycket en fråga om hur mycket vindkraftverk behöver men hur mycket avstånd krävs mellan vindturbinen och andra hinder. En tumregel är att installera en vindturbin 150 meter bort från någon närliggande obstruktion och i en sådan höjd att botten av rotorbladet kommer att vara 9 meter ovanför hindren, inklusive byggnader och träd .

Vindkraftverkens spridning

Vindkraftverk är arrays av stora turbiner avsedda att generera elkraft i stor skala. De stora turbinerna i vindkraftparker är inte annorlunda än bostadsturbiner på ett sätt: de fungerar bäst med jämn, flytande vind. Om något stör luftflödet skapar det turbulens, vilket gör turbinen mindre effektiv. Varje vindkraftverk skapar turbulens i området bakom och runt det, så att turbinerna måste vara åtskilda väl bortsett från varandra. Avstånden i detta fall uttrycks i rotordiametrar. Den allmänna tumregeln för vindkraftavstånd är att turbinerna är ca 7 rotordiametrar ifrån varandra. Så skulle en rotor på 80 meter (262 fot) behöva vara 560 meter - mer än en tredjedel av en mil - från intilliggande turbiner. Forskare vid Johns Hopkins University har föreslagit att dubbelt så mycket avstånd skulle öka den totala effektiviteten.

Direkt markanvändning

Tumregeln är bara det: förenklade uttryck för att få en grov uppfattning om systemkraven. För att få reda på vad som händer i den verkliga världen, undersökte forskare vid National Renewable Energy Laboratory, NREL, 172 stora vindkraftprojekt för att se hur mycket land de verkligen använder. Den direkta markanvändningen är ett mått på området för sådana saker som betongstommar, kraftverk och nya vägar. I USA kommer den direkta markanvändningen för vindkraftverk i tre fjärdedelar av en tunnland per megawatt av nominell kapacitet. Det vill säga en vindkraftverk på 2 megawatt skulle kräva 1,5 hektar mark.

Totalt vindkraftområde

På en vindkraftpark finns mycket utrymme mellan turbiner. En del av det här utrymmet är att minimera turbulens, men vissa är att följa åsar eller undvika andra hinder. Mycket av detta område används för andra ändamål, till exempel jordbruksföretag. NREL-forskarna undersökte också denna totala markanvändning. De fann ett grovt genomsnitt på 4 megawatt per kvadratkilometer (ca 10 megawatt per kvadratkilometer). Så en 2-megawatt vindkraftverk skulle kräva ett totalt område på ungefär en halv kvadratkilometer (cirka två tiondelar av en kvadratkilometer).

Regleringskrav

Regulatoriska krav driver i stor utsträckning området vind turbiner kräver. Det finns mer än 3.000 län i Förenta staterna, de flesta ansvarar för reglering av vindzonering och det är osannolikt att vart och ett har en expert på placeringen av vindkraftverk. Det leder till vissa ganska godtyckliga regler. Bestämmelserna för motgångar är ett bra exempel och kan få en inverkan på hur mycket utrymme en turbingrupp behöver. Eftersom vindtekniken är relativt ny och snabbt förändras finns det inte mycket data om nackdelarna eller riskerna med att placera turbiner i närheten av andra strukturer, så det finns några nästan slumpmässiga beslut om minsta avstånd vindkraftverk ska placeras från fastighetslinjer. Återställningsregler i USA varierar från ett avstånd "så att buller från turbinerna inte är ett intrång" till "dubbelt så högt som systemet, inklusive rotorbladet", till en enhetlig 304,8 meter. >