O vento é um dos recursos naturais mais sustentáveis do planeta quando se trata de gerar energia elétrica. Tudo o que você precisa fazer para aproveitar é construir uma turbina eólica que converta o movimento do ar em energia cinética.
Capturar vento em larga escala, no entanto, requer um parque eólico - uma coleção de turbinas eólicas especialmente projetadas posicionadas na paisagem ou no oceano, onde os ventos são firmes e fortes.
As turbinas eólicas têm várias pás, que são colocadas em torres altas, que giram ao vento e à energia da colheita.
Especialistas do setor dizem que os Estados Unidos têm recursos eólicos suficientes para efetivamente dobrar sua atual capacidade de geração eólica, e isso vem com uma série de benefícios ambientais. Só na América, a energia eólica impede a liberação de cerca de 62 milhões de toneladas de gases de efeito estufa e economiza 20 bilhões de galões de água por ano.
Os obstáculos potenciais à construção de parques eólicos incluem a controvérsia pública sobre a colocação das turbinas eólicas, permitindo desafios, preocupações financeiras e questões técnicas, como a necessidade de infra-estrutura para transmitir a energia para a rede elétrica que atende aos clientes. No entanto, se você deseja construir seu próprio parque eólico, na verdade não é muito difícil de fazer.
Primeiros passos: Planejando seu parque eólico
Construir um parque eólico é um grande projeto que requer equipes de especialistas para lidar com os vários aspectos do projeto, desde a concepção até o planejamento e a implementação.
Desde a escolha do local adequado e a avaliação do risco à vida selvagem até a obtenção das permissões adequadas e a implementação e teste das próprias turbinas, muito do planejamento vai além da construção desse tipo especial de gerador de energia.
Primeiro, certifique-se de escolher um local que tenha recursos eólicos suficientes.
Os melhores locais para parques eólicos comerciais têm velocidades de vento de 13 milhas por hora (6 metros / segundo) ou mais, segundo a American Wind Energy Association. Muito vento pode realmente sobrecarregar o equipamento e tornar o projeto mais caro.
Mapas especiais de velocidade do vento podem ajudá-lo a identificar uma região com recursos eólicos adequados. Por exemplo, o Departamento de Energia dos EUA oferece um prático mapa de vento, mas você também pode usar uma ferramenta chamada anemômetro para medir a energia eólica em um local específico. Alguns estados ainda oferecem programas de empréstimo anemômetro. Seu engenheiro pode usar serviços e softwares especializados, como o windNavigator e o GHWindFarmer, para analisar a topografia, as condições meteorológicas e a aerodinâmica, a fim de otimizar a localização.
Além disso, você precisará considerar preocupações especiais do local de destino, como acesso à estrada, possíveis impactos de ruído, sombras tremeluzentes das lâminas e questões culturais.
Avaliação de riscos, custos agrícolas e financiamento
As pás giratórias em turbinas eólicas podem matar aves em extinção, morcegos, aves de rapina e aves aquáticas, por isso é melhor posicionar as turbinas longe de corredores de vida selvagem movimentados e de caminhos migratórios anuais. O Comitê Consultivo de Linhas de Turbina Eólica da US Fish and Wildlife Service recomenda uma abordagem escalonada que inclui uma avaliação preliminar, caracterização do local e estudos de campo para prever e avaliar as espécies e habitats danificados pelo parque eólico.
Como desenvolvedor do site, você precisará trabalhar em estreita colaboração com a agência governamental apropriada (ou autoridade de autorização) para reduzir e mitigar as mortes de animais devido ao parque eólico; em alguns casos, você pode ter permissão para construir o parque eólico se alterar sua operação para ser mais amigo da vida selvagem. Por exemplo, você pode ser obrigado a parar temporariamente as turbinas durante a temporada de migração e durante períodos de vento fraco, quando os morcegos estão mais ativos e o rendimento de energia é mínimo.
Pense em quanta energia você quer produzir - ou quanto o site pode produzir - e quanto dinheiro você pode gastar. Só a compra de turbinas eólicas pode custar em média US $ 1,37 milhão por megawatt de capacidade.
Geralmente, é mais barato para as concessionárias desenvolver instalações de energia eólica do que para investidores privados, porque as concessionárias podem usar estruturas de financiamento favoráveis que reduzem os custos em cerca de 30%, ou 1,4 centavos de dólar por quilowatt / hora, segundo um relatório financiado pelos EUA. Departamento de Energia.
Os programas de estímulo do governo também facilitam o desenvolvimento de um parque eólico. O crédito fiscal à produção (PTC) agora oferece crédito fiscal de 2,3 centavos de dólar por quilowatt-hora durante a primeira década de operação. Se você começar a construção de sua instalação de energia renovável antes de 2020, poderá fazer uma eleição irrevogável para reivindicar um Crédito Fiscal de Investimento (ITC).
Para projetar o custo nivelado do financiamento do seu projeto eólico, conecte seus detalhes específicos às ferramentas interativas BITES (Edifícios, Indústria, Transporte e Cenários de Eletricidade) fornecidas pelo Laboratório Nacional de Energia Renovável. Você também pode querer procurar o banco de dados de incentivos estaduais e federais para energia renovável.
Garanta que sua fazenda atenda aos requisitos legais
Os produtores de eletricidade são regidos por leis federais, como a Lei de Políticas Públicas de Utilidade Pública de 1978 (PURPA), a Lei de Política Energética de 2005 (EPACT 2005) e a Lei de Independência e Segurança Energética de 2007 (EISA 2007). Além disso, estados individuais têm diferentes interpretações de como essas leis federais se aplicam, e eles têm mandatos variados para promover energia renovável através da legislação de Padrões de Portfólio Renovável (RPS).
Um advogado ou consultor especializado em desenvolvimento de energia renovável pode ajudá-lo a navegar nas leis que regem o projeto proposto. Você também precisará de várias licenças ambientais e de construção de agências governamentais.
Se o seu parque eólico estiver instalado em uma propriedade do governo ou tiver um parceiro federal, a permissão pode depender de um processo formal de avaliação de impacto ambiental. Por exemplo, fazendas eólicas colocadas em propriedades administradas pelo Departamento de Administração de Terras dos EUA são regidas por certas diretrizes destinadas a proteger espécies protegidas pelo governo federal e outros recursos naturais.
Identificar equipamentos e parques eólicos
Modernas turbinas eólicas são mais elegantes e maiores que os antigos moinhos de vento, com enormes pás e torres tão altas quanto arranha-céus. O posicionamento preciso dessas turbinas em um parque eólico afeta sua produção total de energia.
Como regra geral, quanto maior a turbina eólica, maior sua capacidade de geração. A turbina eólica mais comumente instalada tem uma capacidade de 1,5 megawatts e pode abastecer 500 residências, mas os modelos mais novos funcionam ainda mais. O site da General Electric lista tamanhos de até 3,4 megawatts para uso em terra e até 6 megawatts para offshore. Outros fabricantes líderes de turbinas eólicas incluem a Vestas, a Goldwind, a Enercon, a Siemens, a Sulzon, a Gamesa, a United Power, a Ming Yang e a Nordex.
Turbinas eólicas grandes e pesadas requerem fundações maiores e custam mais para instalar. Turbinas eólicas offshore devem ser projetadas para condições oceânicas. As turbinas eólicas raramente operam com capacidade total, já que sua geração de energia depende do clima.
Além das turbinas eólicas, um parque eólico requer um sistema de coleta de energia elétrica, transformadores, uma rede de comunicações e subestações. Além disso, um sistema de informações de controle e aquisição de dados (SCADA) é usado para monitorar o desempenho. Um engenheiro pode recomendar equipamentos adequados e colocação de turbinas com base em seu local, finanças e objetivos de energia.
Capacidade de transmissão segura
Se você está planejando um parque eólico em escala comercial, precisa fornecer energia para clientes de atacado ou varejo. Normalmente, isso requer linhas de transmissão ligando a saída de seu parque eólico à rede de transmissão de energia elétrica - a rede de energia - em sua região. Os parques eólicos comerciais situados em locais remotos podem achar um desafio garantir a capacidade de transmissão e a interconectividade com a rede.
Alternativamente, parques eólicos menores podem ser usados como uma fonte dedicada de eletricidade para uma comunidade ou empresa. Nesses casos, o parque eólico pode não precisar de um link para a rede elétrica regular. No entanto, para vender o excesso de energia, você ainda precisa de uma maneira de fornecer esse poder para a concessionária de energia elétrica.
Verifique com o Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL), que trabalha com desenvolvedores de energia eólica para garantir a capacidade de transmissão e interconectividade. O Utility Wind Integration Group também fornece recursos para conectar um parque eólico ao sistema elétrico.
Instalar, testar e executar o equipamento
A construção de parques eólicos pode ser concluída em poucos meses. No entanto, primeiro você precisa construir estradas no local para transportar as turbinas eólicas e outros equipamentos.
Para cada turbina eólica, você precisará escavar um buraco e enchê-lo com concreto armado para servir como uma fundação estabilizadora; Este processo é mais exigente em condições rochosas ou parques eólicos offshore. Uma vez que a base esteja preparada, você precisará erguer as turbinas com guinchos especializados.
Em seguida, você colocará a fiação elétrica e os sistemas no lugar e executará testes para garantir que todos os elementos estejam funcionando corretamente. Geralmente são necessários seis meses até que as dobras sejam eliminadas e o parque eólico atinja plena capacidade de produção comercial.
Cada turbina eólica precisa de cerca de uma semana de manutenção de rotina por ano. A Associação Americana de Energia Eólica diz que é necessário um técnico de energia eólica para atender a cada 10 megawatts de capacidade de geração instalada.