Desde 2007, a capacidade de geração de energia eólica nos Estados Unidos cresceu a um ritmo de 30% ao ano, mais rápido do que qualquer outra tecnologia de geração de energia. A taxa de crescimento continua a aumentar, apesar da complexidade da utilização da tecnologia eólica. Por exemplo, ainda há dúvidas sobre o layout adequado dos parques eólicos e a quantidade de área necessária para instalá-los com eficiência. Projetos de energia eólica em escala de serviços públicos e turbinas eólicas residenciais têm um conjunto totalmente separado de considerações de projeto.

TL; DR (muito longo; não lidos)

Turbinas eólicas precisam de um imutável e ininterrupto fluxo ou ar para funcionar efetivamente, o que significa que não deve haver obstruções próximas. Pesquisadores sugeriram que para turbinas eólicas residenciais a 150 metros de obstruções próximas é suficiente. No caso de espaçamentos de parques eólicos, as turbinas precisam ter pelo menos 7 diâmetros de rotor afastadas umas das outras.

Sistemas residenciais

Uma turbina eólica é mais eficiente quando opera de forma estável e suave. fluxo de ar imutável e ininterrupto. Isso nunca acontece no mundo real, mas ao planejar onde instalar uma turbina eólica, os locais devem estar o mais próximo possível do ideal. Para sistemas residenciais, isso não é tanto uma questão de quanto área a turbina eólica necessita, mas de quanta distância é necessária entre a turbina eólica e outras obstruções. Uma regra básica é instalar uma turbina eólica a 150 metros (492,1 pés) de qualquer obstrução próxima e a uma altura tal que a parte inferior das pás do rotor fique 9 metros acima das obstruções, incluindo edifícios e árvores.

Espaçamento de Turbinas de Parques Eólicos

Parques eólicos são matrizes de grandes turbinas projetadas para gerar energia elétrica em escala pública. As grandes turbinas nos parques eólicos não são diferentes das turbinas residenciais, em um aspecto: elas funcionam melhor com vento suave. Se algo perturbar o fluxo de ar, cria turbulência, tornando a turbina menos eficiente. Cada turbina eólica cria turbulência na área atrás e ao redor, de modo que as turbinas precisam estar bem separadas umas das outras. As distâncias neste caso são expressas nos diâmetros do rotor. A regra geral para o espaçamento de parques eólicos é que as turbinas estão a cerca de 7 rotores de diâmetro um do outro. Assim, um rotor de 80 metros (262 pés) precisaria ter 560 metros - mais de um terço de uma milha - de turbinas adjacentes. Pesquisadores da Universidade Johns Hopkins propuseram que o dobro do espaçamento aumentaria a eficiência geral.

Uso Direto da Terra

Regras básicas são apenas isso: expressões simplificadas para ter uma idéia geral dos requisitos do sistema. Para descobrir o que está acontecendo no mundo real, pesquisadores do Laboratório Nacional de Energia Renovável, NREL, pesquisaram 172 projetos de energia eólica em larga escala para ver quanto de terra eles realmente estão usando. O uso direto da terra é uma medida da área de coisas como o bloco da torre de concreto, as subestações de energia e as novas estradas de acesso. Nos Estados Unidos, o uso direto da terra para turbinas eólicas é de três quartos de acre por megawatt de capacidade nominal. Ou seja, uma turbina eólica de 2 megawatts exigiria 1,5 hectare de terra.

Área total de parques eólicos

Em qualquer parque eólico, há muito espaço entre as turbinas. Parte desse espaço é para minimizar a turbulência, mas alguns são para seguir as linhas das montanhas ou evitar outros obstáculos. Grande parte dessa área é usada para outros fins, como fazendas agrícolas. Os pesquisadores do NREL também pesquisaram esse uso total da terra. Eles encontraram uma média aproximada de 4 megawatts por quilômetro quadrado (cerca de 10 megawatts por milha quadrada). Assim, uma turbina eólica de 2 megawatts exigiria uma área total de cerca de meio quilômetro quadrado (cerca de dois décimos de uma milha quadrada).

Requisitos regulatórios

Requisitos regulatórios em grande parte impulsionam a área eólica turbinas exigem. Existem mais de 3.000 condados nos Estados Unidos - a maioria deles responsáveis ​​pelos regulamentos de zoneamento de vento - e é improvável que cada um tenha um especialista na localização de turbinas eólicas. Isso leva a algumas regulamentações bastante arbitrárias. As provisões para contratempos são um bom exemplo, e podem ter um impacto na quantidade de espaço que uma matriz de turbina precisa. Como a tecnologia eólica é relativamente nova e está mudando rapidamente, não há muitos dados sobre as desvantagens ou perigos da localização de turbinas perto de outras estruturas, portanto há algumas decisões quase aleatórias sobre a distância mínima que as turbinas eólicas devem estar localizadas nas linhas de propriedade. Regulamentos de revezamento nos Estados Unidos variam de uma distância "para que o ruído das turbinas não seja uma intrusão", para "duas vezes a altura do sistema, incluindo as pás do rotor", para um uniforme de 304,8 metros (1.000 pés). >