Come costruire un parco eolico: dall’analisi dei fabbisogni all’allaccio alla rete elettrica nazionale

Il vento è una delle risorse naturali più sostenibili della Terra quando si tratta di generare energia elettrica. Per sfruttarlo, tutto ciò che devi fare è costruire una turbina eolica che converta il movimento dell’aria in energia cinetica. Per farlo su larga scala, tuttavia, avrai bisogno di un parco eolico, una raccolta di turbine eoliche appositamente progettate posizionate attraverso il paesaggio o l’oceano, dove i venti sono costanti e forti. Le turbine eoliche hanno più pale, posizionate in alto su torri, che ruotano nella brezza e raccolgono potenza.

I potenziali ostacoli alla costruzione di parchi eolici includono l possibili controversie pubbliche sul posizionamento delle turbine eoliche,le preoccupazioni finanziarie e i problemi tecnici, come la necessità di infrastrutture per trasmettere energia alla rete elettrica al servizio dei clienti.

Guida introduttiva: pianificazione del parco eolico

La costruzione di un parco eolico è un grande progetto che richiede team di specialisti per gestire i molti aspetti del progetto, dal concepimento e pianificazione all’implementazione. La pianificazione è particolarmente cruciale per questo tipo di generatore di energia. La posizione corretta deve essere valutata a monte. Per evitare eventuali rischi alla fauna selvatica i permessi devono essere acquisiti con largo anticipo e le turbine stesse devono essere testate.

Innanzitutto, assicurati di scegliere una posizione che abbia abbastanza risorse eoliche. I migliori siti per i parchi eolici commerciali hanno una velocità del vento di 13 miglia all’ora (6 metri al secondo) o più, secondo l’American Wind Energy Association. Mentre può sembrare che più vento c’è meglio è , la verità è che troppo vento può mettere a dura prova le attrezzature e rendere il progetto più costoso.

Mappe di velocità del vento speciali possono aiutarti a identificare una regione con risorse eoliche adeguate. Puoi anche effettuare misurazioni dell’energia eolica da solo, utilizzando uno strumento chiamato anemometro. Alcuni stati offrono persino programmi di prestito anemometrici. L’ingegnere può utilizzare servizi e software specializzati per ottimizzare la posizione, come Windnavigator e GH WindFarmer, che analizzano la topografia, le condizioni meteorologiche e l’aerodinamica.

Inoltre, infase di progettazione, dovrai considerare le preoccupazioni speciali della posizione target, come l’accesso alla strada, i potenziali impatti del rumore, le ombre tremolanti dalle pale e le questioni culturali.

Valutazione dei rischi per la fauna selvatica

Le pale rotanti sulle turbine eoliche possono uccidere uccelli, pipistrelli, rapaci e uccelli acquatici in via di estinzione, quindi è meglio posizionare le turbine lontano dai corridoi della fauna selvatica e dai percorsi migratori annuali. In alcuni casi, potresti essere autorizzato a costruire il parco eolico in aree sensibili se ne modifichi il funzionamento per renderlo più rispettoso della natura. Ad esempio, potrebbe essere necessario arrestare temporaneamente le turbine durante le stagioni di migrazione o durante i periodi di vento debole, quando le specie migratorie sono più attive e il rendimento energetico è comunque minimo (questo tipo di impostazione è spesso applicata negli Stati Uniti).

Costi e finanziamenti del parco eolico

Pensa a quanta energia vuoi produrre — o quanto il sito può produrre — e quanti soldi puoi spendere. L’acquisto di sole turbine eoliche può costare di una media di 1,37 milioni di dollari per megawatt di capacità.

Assicurati che il parco eolico soddisfi i requisiti legali

Un avvocato o un consulente specializzato nello sviluppo delle energie rinnovabili può aiutarti a navigare nelle leggi che regolano il tuo progetto. Queste persone possono anche aiutarti ad acquisire i vari permessi edilizi e ambientali di cui avrai bisogno dalle agenzie governative.

Identificare le attrezzature e il design del parco eolico

Le moderne turbine eoliche sono più eleganti e più grandi dei vecchi mulini a vento, con enormi pale e torri alte come grattacieli. Il posizionamento preciso di queste turbine in un parco eolico influisce sulla sua produzione complessiva di energia.

Come regola generale, maggiore è la turbina eolica, maggiore è la sua capacità di generazione. La turbina eolica più comunemente installata ha una capacità nominale di 1,5 megawatt e può alimentare fino a 500 case, ma i modelli più recenti funzionano con strutture e architetture ancora più grandi. Il sito Web di General Electric elenca dimensioni fino a 3,4 megawatt per uso onshore e fino a sei megawatt per uso offshore. Altri produttori leader di turbine eoliche includono Vestas, Goldwind, Enercon, Siemens, Sulzon, Gamesa, United Power, Ming Yang e Nordex.

Le turbine eoliche grandi e pesanti richiedono basi più grandi e costano di più per l’installazione. Le turbine eoliche offshore devono essere progettate per le condizioni oceaniche. N.B. Le turbine eoliche funzionano raramente a piena capacità poiché la loro generazione di energia dipende dalle condizioni meteorologiche.

Oltre alle turbine eoliche, un parco eolico richiede un sistema di raccolta dell’energia elettrica, trasformatori, una rete di comunicazione e sottostazioni. Inoltre, per monitorare le prestazioni viene utilizzato un sistema informativo di controllo di supervisione e acquisizione dati (SCADA). Un ingegnere può consigliare l’attrezzatura adeguata e il posizionamento della turbina in base al sito, alle finanze e agli obiettivi energetici.

Capacità di trasmissione sicura

Se stai pianificando un parco eolico su scala commerciale, hai bisogno di un modo per fornire energia ai clienti all’ingrosso o al dettaglio. In genere ciò richiede linee di trasmissione che possano collegare l’uscita del tuo parco eolico alla rete di trasmissione di energia elettrica. I parchi eolici commerciali in località remote possono trovare difficile garantire la capacità di trasmissione e l’interconnettività con la rete. In alternativa, i parchi eolici più piccoli possono essere utilizzati come fonte di elettricità dedicata per una comunità o un’azienda. In questi casi, il parco eolico potrebbe non richiedere un collegamento alla normale rete elettrica. Tuttavia, per vendere energia in eccesso, è ancora necessario un modo per fornire tale energia all’utilità elettrica.

Installa, testa ed esegui l’apparecchiatura

La costruzione del parco eolico può essere completata in pochi mesi. Tuttavia, potrebbe essere prima necessario costruire strade nel sito per il trasporto nelle turbine eoliche e altre attrezzature.

Per ogni turbina eolica, dovrai scavare un foro e riempirlo di cemento armato per fungere da base stabilizzante. Questo processo è più impegnativo in condizioni rocciose o in parchi eolici offshore. Una volta preparata la fondazione, dovrai costruire le turbine con paranchi specializzati.

Successivamente, installerai i collegamenti elettrici e i sistemi ed eseguirai dei test per assicurarti che tutti gli elementi funzionino correttamente. Spesso ci vogliono sei mesi prima che i nodi si appianino e il parco eolico raggiunga la piena capacità di produzione commerciale.

Ogni turbina eolica necessita di una manutenzione ordinaria di circa una settimana all’anno. L’American Wind Energy Association afferma che è necessario un tecnico eolico per riparare ogni 10 megawatt di capacità di generazione installata.