Dal 2007, la capacità di generazione eolica negli Stati Uniti è cresciuta ad un ritmo del 30 percento all'anno, più veloce di qualsiasi altra tecnologia di produzione di energia. Il tasso di crescita continua ad aumentare nonostante la complessità dell'utilizzo della tecnologia eolica. Ad esempio, ci sono ancora domande sulla corretta disposizione dei parchi eolici e sulla quantità di superficie necessaria per installarli in modo efficiente. I progetti di energia eolica su scala industriale e le turbine eoliche residenziali hanno un intero insieme di considerazioni di progettazione.

TL; DR (Troppo lungo, non letto)

Le turbine eoliche hanno bisogno di un cambiamento costante e ininterrotto flusso o aria per lavorare in modo efficace, il che significa che non ci devono essere ostacoli nelle vicinanze. I ricercatori hanno suggerito che per le turbine eoliche residenziali a 150 metri di distanza dalle ostruzioni vicine è sufficiente. Nel caso della spaziatura di un parco eolico, le turbine devono avere almeno 7 diametri del rotore l'uno dall'altro.

Sistemi residenziali

Una turbina eolica è più efficace quando funziona in modo stabile e regolare , flusso d'aria immutabile e ininterrotto. Ciò non accade mai nel mondo reale, ma quando si pianifica dove installare una turbina eolica le posizioni devono essere il più vicino possibile all'ideale. Per i sistemi residenziali non si tratta tanto di quanta area ha bisogno la turbina eolica ma di quanta distanza è necessaria tra la turbina eolica e altri ostacoli. Una regola empirica è installare una turbina eolica a 150 metri (492.1 piedi) di distanza da qualsiasi ostruzione vicina e ad un'altezza tale che il fondo delle pale del rotore si trovi a 9 metri (29,5 piedi) sopra gli ostacoli, inclusi edifici e alberi .

Wind Farm Turbine Spacing

I parchi eolici sono matrici di grandi turbine progettate per generare energia elettrica su larga scala. Le grandi turbine nei parchi eolici non sono diverse dalle turbine residenziali per un aspetto: funzionano meglio con vento scorrevole. Se qualcosa disturba il flusso d'aria, crea turbolenza, rendendo la turbina meno efficiente. Ogni turbina eolica crea turbolenze nella zona dietro e intorno ad essa, quindi le turbine devono essere distanziate l'una dall'altra. Le distanze in questo caso sono espresse in diametri del rotore. La regola generale per la spaziatura del parco eolico è che le turbine sono a circa 7 diametri del rotore l'uno dall'altro. Quindi un rotore di 80 metri (262 piedi) dovrebbe essere a 560 metri - più di un terzo di miglio - dalle turbine adiacenti. I ricercatori della Johns Hopkins University hanno proposto che il doppio della spaziatura aumenterebbe l'efficienza complessiva.

Uso diretto del terreno

Le regole empiriche sono proprio queste: espressioni semplificate per avere un'idea approssimativa dei requisiti di sistema. Per scoprire cosa sta succedendo nel mondo reale, i ricercatori del National Renewable Energy Laboratory, NREL, hanno intervistato 172 progetti di energia eolica su larga scala per vedere quanta terra stanno effettivamente utilizzando. L'uso diretto del terreno è una misura dell'area di cose come il pad tower in cemento, le sottostazioni elettriche e le nuove strade di accesso. Negli Stati Uniti, l'uso diretto del suolo per le turbine eoliche arriva a tre quarti di un acro per megawatt di capacità nominale. Cioè, una turbina eolica da 2 megawatt richiederebbe 1,5 ettari di terreno.

Area eolica totale

In qualsiasi parco eolico c'è molto spazio tra le turbine. Parte di questo spazio serve a minimizzare la turbolenza, ma alcuni devono seguire le linee di cresta o evitare altri ostacoli. Gran parte di questa area viene utilizzata per altri scopi, come le fattorie agricole. I ricercatori del NREL hanno anche esaminato questo uso totale del territorio. Hanno trovato una media approssimativa di 4 megawatt per chilometro quadrato (circa 10 megawatt per miglio quadrato). Quindi una turbina eolica da 2 megawatt richiederebbe un'area totale di circa mezzo chilometro quadrato (circa due decimi di miglio quadrato).

Requisiti normativi

I requisiti normativi guidano in gran parte l'area vento le turbine richiedono Ci sono più di 3.000 contee negli Stati Uniti - la maggior parte di loro è responsabile per le normative sulla zonazione del vento - ed è improbabile che ciascuna abbia un esperto in materia di installazione di turbine eoliche. Ciò porta a regolamenti piuttosto arbitrari. Le disposizioni per le battute d'arresto sono un buon esempio e potrebbero avere un impatto sulla quantità di spazio richiesta da un array di turbine. Poiché la tecnologia eolica è relativamente nuova e in rapida evoluzione, non ci sono molti dati sugli svantaggi o sui pericoli delle turbine ubicate vicino ad altre strutture, quindi ci sono alcune decisioni quasi casuali sulle turbine a vento a distanza minima che dovrebbero essere localizzate dalle linee di proprietà. I regolamenti di arretramento negli Stati Uniti variano da una distanza "in modo che il rumore delle turbine non sia un'intrusione", "il doppio dell'altezza del sistema, comprese le pale del rotore", a 304,8 metri (1.000 piedi) uniformi. >