Angin adalah salah satu sumber daya alam yang paling berkelanjutan di bumi ketika datang untuk menghasilkan tenaga listrik. Yang perlu Anda lakukan untuk memanfaatkannya adalah membangun turbin tenaga angin yang mengubah gerakan udara menjadi energi kinetik.
Menangkap angin dalam skala besar, bagaimanapun, membutuhkan ladang angin — sekumpulan turbin angin yang dirancang khusus yang ditempatkan di seberang lanskap atau lautan, di mana anginnya stabil dan kuat.
Turbin angin memiliki beberapa bilah, yang diatur tinggi pada menara, yang berputar di angin dan daya panen.
Para ahli industri mengatakan Amerika Serikat memiliki sumber daya angin yang cukup untuk secara efektif menggandakan kapasitas pembangkitan angin saat ini, dan hal itu datang dengan banyak manfaat lingkungan. Di Amerika sendiri, tenaga angin mencegah pelepasan sekitar 62 juta ton gas rumah kaca dan menghemat 20 miliar galon air setiap tahun.
Hambatan potensial untuk membangun ladang angin termasuk kontroversi publik atas penempatan turbin angin, memungkinkan tantangan, masalah pembiayaan, dan masalah teknis, seperti kebutuhan infrastruktur untuk mengirimkan daya ke jaringan listrik yang melayani pelanggan. Namun, jika Anda ingin membangun ladang angin Anda sendiri, sebenarnya tidak terlalu sulit untuk dilakukan.
Memulai: Merencanakan Wind Farm Anda
Membangun ladang angin adalah proyek besar yang membutuhkan tim spesialis untuk menangani banyak aspek proyek, mulai dari konsep hingga perencanaan hingga implementasi.
Dari memilih lokasi yang tepat dan menilai risiko terhadap satwa liar untuk memperoleh izin yang tepat dan menerapkan dan menguji turbin itu sendiri, banyak perencanaan yang berjalan di belakang membangun jenis pembangkit energi khusus ini.
Pertama, pastikan untuk memilih lokasi yang memiliki sumber daya angin yang cukup.
Situs terbaik untuk ladang angin komersial memiliki kecepatan angin 13 mil per jam (6 meter / detik) atau lebih, menurut American Wind Energy Association. Terlalu banyak angin sebenarnya dapat menyaring peralatan dan membuat proyek lebih mahal.
Peta kecepatan angin khusus dapat membantu Anda mengidentifikasi wilayah dengan sumber daya angin yang sesuai. Misalnya, Departemen Energi AS menawarkan peta angin yang praktis, tetapi Anda juga dapat menggunakan alat yang disebut anemometer untuk mengukur energi angin di situs tertentu. Beberapa negara bahkan menawarkan program pinjaman anemometer. Insinyur Anda mungkin menggunakan layanan dan perangkat lunak khusus, seperti windNavigator dan GHWindFarmer, untuk menganalisis topografi, kondisi cuaca, dan aerodinamika untuk mengoptimalkan lokasi.
Lebih lanjut, Anda perlu mempertimbangkan kekhawatiran khusus dari lokasi target, seperti akses jalan, potensi dampak kebisingan, kerlip bayangan dari pisau, dan masalah budaya.
Menilai Risiko, Biaya Pertanian, dan Pembiayaan
Pisau berputar pada turbin angin dapat membunuh burung yang terancam punah, kelelawar, raptor, dan unggas air, jadi yang terbaik adalah menempatkan turbin jauh dari koridor satwa liar yang sibuk dan jalur migrasi tahunan. Komite Penasihat Turbin Angin Turbin Angin Layanan Ikan dan Margasatwa AS merekomendasikan pendekatan berjenjang yang mencakup penilaian awal, karakterisasi situs, dan studi lapangan untuk memprediksi dan menilai spesies dan habitat yang dirugikan oleh ladang angin.
Sebagai pengembang situs, Anda harus bekerja sama dengan lembaga pemerintah yang sesuai (atau mengizinkan otoritas) untuk mengurangi dan mengurangi kematian hewan karena ladang angin; dalam beberapa kasus, Anda mungkin diizinkan membangun ladang angin jika Anda mengubah operasinya agar lebih ramah terhadap satwa liar. Misalnya, Anda mungkin diminta untuk menghentikan turbin sementara selama musim migrasi dan selama periode angin rendah, ketika kelelawar paling aktif dan hasil daya minimal.
Pikirkan berapa banyak energi yang ingin Anda hasilkan — atau berapa banyak yang bisa dihasilkan oleh situs — dan berapa banyak uang yang dapat Anda belanjakan. Membeli turbin angin saja dapat membuat Anda kembali rata-rata $ 1,37 juta per megawatt kapasitas.
Secara umum, lebih murah untuk utilitas untuk mengembangkan fasilitas tenaga angin daripada untuk investor swasta karena utilitas dapat memanfaatkan struktur pembiayaan yang menguntungkan yang mengurangi biaya sekitar 30 persen, atau sekitar 1,4 sen per kilowatt-jam, menurut laporan yang didanai oleh AS. Departemen Energi.
Program stimulus pemerintah juga mempermudah pengembangan ladang angin. Kredit pajak produksi (PTC) sekarang menyediakan kredit pajak 2,3 sen per kilowatt per jam selama dekade pertama operasi. Jika Anda memulai pembangunan fasilitas energi terbarukan Anda sebelum tahun 2020, Anda dapat membuat pemilihan yang tidak dapat dibatalkan untuk mengklaim Kredit Pajak Investasi (ITC).
Untuk memproyeksikan biaya levelized pembiayaan proyek angin Anda, pasang rincian spesifik Anda ke alat BITES interaktif (Bangunan, Industri, Transportasi & Listrik Skenario) yang disediakan oleh Laboratorium Energi Terbarukan Nasional. Anda mungkin juga ingin menelusuri database insentif negara bagian dan federal untuk energi terbarukan.
Pastikan Pertanian Anda Memenuhi Persyaratan Hukum
Produsen listrik diatur oleh undang-undang federal seperti Undang-Undang Kebijakan Pengaturan Utility Publik 1978 (PURPA), Undang-Undang Kebijakan Energi tahun 2005 (EPACT 2005), dan Undang-Undang Kemerdekaan dan Keamanan Energi tahun 2007 (EISA 2007). Selain itu, masing-masing negara memiliki interpretasi yang berbeda tentang bagaimana undang-undang federal ini berlaku, dan mereka memiliki berbagai mandat untuk mempromosikan energi terbarukan melalui undang-undang Standar Pelabuhan Terbarukan (RPS).
Seorang pengacara atau konsultan yang mengkhususkan diri dalam pengembangan energi terbarukan dapat membantu Anda menavigasi hukum yang mengatur proyek yang Anda usulkan. Anda juga akan memerlukan berbagai izin bangunan dan lingkungan dari lembaga pemerintah.
Jika peternakan angin Anda akan duduk di properti pemerintah atau memiliki mitra agen federal, memungkinkan dapat bergantung pada proses penilaian dampak lingkungan formal. Misalnya, ladang angin yang ditempatkan di properti yang dikelola oleh Biro Pengelolaan Tanah AS diatur oleh pedoman tertentu yang dimaksudkan untuk melindungi spesies yang dilindungi federal dan sumber daya alam lainnya.
Identifikasi Peralatan dan Desain Wind Farm
Turbin angin modern lebih ramping dan lebih besar dari kincir angin kuno, dengan bilah dan menara raksasa setinggi bangunan bertingkat tinggi. Penempatan yang tepat dari turbin ini di ladang angin mempengaruhi produksi energinya secara keseluruhan.
Sebagai aturan umum, semakin besar turbin angin, semakin besar kapasitas pembangkitannya. Turbin angin yang paling sering dipasang memiliki kapasitas 1,5 megawatt dan dapat memberi daya 500 rumah, tetapi model yang lebih baru berjalan lebih besar. Situs web General Electric mencantumkan ukuran hingga 3,4 megawatt untuk penggunaan darat dan hingga 6 megawatt untuk lepas pantai. Produsen turbin angin terkemuka lainnya termasuk Vestas, Goldwind, Enercon, Siemens, Sulzon, Gamesa, United Power, Ming Yang, dan Nordex.
Turbin angin besar dan berat membutuhkan fondasi yang lebih besar dan biaya lebih untuk dipasang. Turbin angin lepas pantai harus dirancang untuk kondisi lautan. Turbin angin jarang berjalan pada kapasitas penuh karena pembangkit energi mereka bergantung pada cuaca.
Selain turbin angin, peternakan angin membutuhkan sistem pengumpulan daya listrik, transformer, jaringan komunikasi, dan gardu. Terlebih lagi, sistem informasi pengawasan kontrol dan akuisisi data (SCADA) digunakan untuk memantau kinerja. Seorang insinyur dapat merekomendasikan peralatan yang sesuai dan penempatan turbin berdasarkan lokasi, keuangan, dan tujuan energi Anda.
Kapasitas Transmisi Aman
Jika Anda merencanakan ladang angin skala komersial, Anda perlu cara untuk mengirimkan energi kepada pelanggan grosir atau eceran. Biasanya ini membutuhkan saluran transmisi yang menghubungkan output dari ladang angin Anda dengan jaringan transmisi tenaga listrik — jaringan energi — di wilayah Anda. Peternakan angin komersial yang berlokasi di lokasi terpencil dapat menjadi tantangan untuk mengamankan kapasitas transmisi dan interkoneksi dengan grid.
Atau, peternakan angin yang lebih kecil dapat digunakan sebagai sumber listrik khusus untuk komunitas atau bisnis. Dalam kasus ini, ladang angin mungkin tidak memerlukan sambungan ke jaringan listrik biasa. Namun, untuk menjual kelebihan daya, Anda masih perlu cara untuk menyampaikan kekuatan itu ke utilitas listrik.
Periksa dengan National Renewable Energy Laboratory (NREL), yang bekerja dengan pengembang angin untuk mengamankan kapasitas transmisi dan interkoneksi. Grup Integrasi Angin Utilitas juga menyediakan sumber daya untuk menghubungkan sebuah peternakan angin ke dalam sistem listrik.
Instal, Uji, dan Jalankan Peralatan
Pembangunan ladang angin dapat diselesaikan dalam beberapa bulan. Namun, Anda mungkin harus terlebih dahulu membangun jalan ke situs untuk mengangkut turbin angin dan peralatan lainnya.
Untuk setiap turbin angin, Anda harus menggali lubang dan mengisinya dengan beton bertulang untuk berfungsi sebagai pondasi yang menstabilkan; proses ini lebih menuntut dalam kondisi berbatu atau ladang angin lepas pantai. Setelah pondasi disiapkan, Anda perlu mendirikan turbin dengan kerekan khusus.
Selanjutnya, Anda akan memasang kabel listrik dan sistem di tempat dan menjalankan tes untuk memastikan bahwa semua elemen beroperasi dengan benar. Ini sering membutuhkan waktu enam bulan sebelum kinks disetrika dan ladang angin mencapai kapasitas produksi komersial penuh.
Setiap turbin angin membutuhkan sekitar satu minggu perawatan rutin per tahun. Asosiasi Energi Angin Amerika mengatakan dibutuhkan satu teknisi angin untuk melayani setiap 10 megawatt kapasitas pembangkit terpasang.