El viento es uno de los recursos naturales más sostenibles de la tierra cuando se trata de generar energía eléctrica. Todo lo que necesita hacer para aprovecharlo es construir una turbina eólica que convierta el movimiento del aire en energía cinética.
Sin embargo, para capturar el viento a gran escala, se necesita un parque eólico, una colección de aerogeneradores especialmente diseñados ubicados en el paisaje o el océano, donde los vientos son constantes y fuertes.
Las turbinas eólicas tienen múltiples palas, que se encuentran en lo alto de las torres, que giran en la brisa y la cosecha de energía.
Los expertos de la industria dicen que Estados Unidos tiene suficientes recursos eólicos para duplicar de forma efectiva su capacidad actual de generación eólica, y que hacerlo cuenta con una serie de beneficios medioambientales. Solo en Estados Unidos, la energía eólica evita la emisión de aproximadamente 62 millones de toneladas de gases de efecto invernadero y conserva 20 mil millones de galones de agua al año.
Los posibles obstáculos para la construcción de parques eólicos incluyen la controversia pública sobre la ubicación de las turbinas eólicas, lo que permite desafíos, problemas de financiación y problemas técnicos, como la necesidad de infraestructura para transmitir la energía a la red eléctrica que sirve a los clientes. Sin embargo, si desea construir su propio parque eólico, en realidad no es demasiado difícil de hacer.
Primeros pasos: planificación de su parque eólico
La construcción de un parque eólico es un gran proyecto que requiere equipos de especialistas para manejar los diversos aspectos del proyecto, desde la concepción hasta la planificación y la implementación.
Desde la selección de la ubicación adecuada y la evaluación del riesgo para la vida silvestre hasta la obtención de los permisos adecuados y la implementación y prueba de las turbinas, una gran cantidad de planificación va detrás de la construcción de este tipo especial de generador de energía.
Primero, asegúrese de elegir una ubicación que tenga suficientes recursos eólicos.
Los mejores sitios para parques eólicos comerciales tienen velocidades del viento de 13 millas por hora (6 metros / segundo) o más, según la Asociación Estadounidense de Energía Eólica. Demasiado viento en realidad puede dañar el equipo y encarecer el proyecto.
Los mapas de velocidad del viento especiales pueden ayudarlo a identificar una región con recursos eólicos adecuados. Por ejemplo, el Departamento de Energía de EE. UU. Ofrece un útil mapa del viento, pero también puede usar una herramienta llamada anemómetro para medir la energía eólica en un sitio específico. Algunos estados incluso ofrecen programas de préstamo de anemómetro. Su ingeniero puede usar servicios y software especializados, como windNavigator y GHWindFarmer, para analizar la topografía, las condiciones climáticas y la aerodinámica a fin de optimizar la ubicación.
Además, deberá tener en cuenta las preocupaciones especiales de la ubicación de destino, como el acceso por carretera, los posibles impactos de ruido, las sombras parpadeantes de las hojas y los problemas culturales.
Evaluación de riesgos, costos agrícolas y financiamiento
Las cuchillas giratorias de las turbinas de viento pueden matar pájaros, murciélagos, aves rapaces y aves acuáticas en peligro de extinción, por lo que es mejor colocar las turbinas lejos de los concurridos corredores de vida silvestre y las rutas migratorias anuales. El Comité Asesor de Pautas de Turbinas eólicas del Servicio de Pesca y Vida Silvestre de los EE. UU. Recomienda un enfoque escalonado que incluye una evaluación preliminar, caracterización del sitio y estudios de campo para predecir y evaluar las especies y hábitats dañados por el parque eólico.
Como desarrollador del sitio, deberá trabajar en estrecha colaboración con la agencia gubernamental apropiada (o autoridad de permisos) para reducir y mitigar la muerte de animales debido al parque eólico; en algunos casos, se le puede permitir construir el parque eólico si altera su operación para que sea más amigable con la vida silvestre. Por ejemplo, se le puede exigir que detenga temporalmente las turbinas durante la temporada de migración y durante los períodos de poco viento, cuando los murciélagos están más activos y la producción de energía es mínima.
Piense en la cantidad de energía que desea producir, o cuánto puede generar el sitio, y cuánto dinero puede gastar. Comprar turbinas eólicas por sí solo puede hacer retroceder un promedio de $ 1.37 millones por megavatio de capacidad.
En general, es más barato que los servicios públicos desarrollen instalaciones de energía eólica que para los inversores privados porque los servicios públicos pueden aprovechar las estructuras de financiación favorables que reducen los costos en aproximadamente 30 por ciento, o alrededor de 1,4 centavos por kilovatio-hora, según un informe financiado por los EE.UU. Departamento de Energía.
Los programas de estímulo del gobierno también facilitan el desarrollo de un parque eólico. El crédito fiscal a la producción (PTC) ahora proporciona un crédito fiscal de 2,3 centavos por kilovatio durante la primera década de funcionamiento. Si comienza la construcción en su instalación de energía renovable antes de 2020, puede realizar una elección irrevocable para reclamar un Crédito fiscal de inversión (ITC).
Para proyectar el costo nivelado de financiar su proyecto eólico, conecte sus detalles específicos en las herramientas interactivas BITES (Edificios, Industria, Transporte y Escenarios de Electricidad) proporcionadas por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable. También es posible que desee explorar la base de datos de incentivos estatales y federales para la energía renovable.
Asegure que su granja cumpla con los requisitos legales
Los productores de electricidad se rigen por leyes federales como la Ley de Políticas Reguladoras de Servicios Públicos de 1978 (PURPA), la Ley de Política Energética de 2005 (EPACT 2005) y la Ley de Seguridad e Independencia Energética de 2007 (EISA 2007). Además, los estados individuales tienen diferentes interpretaciones de cómo se aplican estas leyes federales, y tienen diferentes mandatos para promover la energía renovable a través de la legislación de Estándares de Cartera Renovable (RPS).
Un abogado o consultor especializado en desarrollo de energía renovable puede ayudarlo a navegar las leyes que rigen su proyecto propuesto. También necesitará varios permisos de construcción y ambientales de agencias gubernamentales.
Si su parque eólico se ubicará en propiedad del gobierno o tiene un socio de agencia federal, el permiso puede depender de un proceso formal de evaluación de impacto ambiental. Por ejemplo, los parques eólicos ubicados en propiedades administradas por la Oficina de Administración de Tierras de los EE. UU. Se rigen por ciertas pautas destinadas a proteger las especies y otros recursos naturales protegidos a nivel federal.
Identificar equipos y diseño de parques eólicos
Las turbinas de viento modernas son más elegantes y más grandes que los antiguos molinos de viento, con enormes palas y torres tan altas como edificios de gran altura. La ubicación precisa de estas turbinas en un parque eólico afecta su producción energética general.
Como regla general, cuanto mayor es la turbina eólica, mayor es su capacidad de generación. La turbina eólica más comúnmente instalada tiene una capacidad de 1.5 megavatios y puede alimentar 500 hogares, pero los modelos más nuevos son aún más grandes. El sitio web de General Electric enumera tamaños de hasta 3,4 megavatios para uso en tierra y hasta 6 megavatios para alta mar. Otros fabricantes líderes de turbinas eólicas son Vestas, Goldwind, Enercon, Siemens, Sulzon, Gamesa, United Power, Ming Yang y Nordex.
Las turbinas de viento grandes y pesadas requieren cimientos más grandes y cuestan más para instalar. Las turbinas eólicas marinas deben diseñarse para las condiciones oceánicas. Las turbinas eólicas rara vez funcionan a plena capacidad ya que su generación de energía depende del clima.
Además de las turbinas eólicas, un parque eólico requiere un sistema de recolección de energía eléctrica, transformadores, una red de comunicaciones y subestaciones. Además, se usa un sistema de información de supervisión y adquisición de datos (SCADA) para supervisar el rendimiento. Un ingeniero puede recomendar el equipo adecuado y la ubicación de la turbina según su sitio, sus finanzas y sus objetivos energéticos.
Capacidad de transmisión segura
Si está planeando un parque eólico a escala comercial, necesita una forma de entregar energía a clientes mayoristas o minoristas. Por lo general, esto requiere líneas de transmisión que vinculen la producción de su parque eólico con la red de transmisión de energía eléctrica (la red eléctrica) de su región. Los parques eólicos comerciales ubicados en lugares remotos pueden encontrar un desafío para asegurar la capacidad de transmisión y la interconectividad con la red.
Alternativamente, los parques eólicos más pequeños se pueden usar como una fuente dedicada de electricidad para una comunidad o negocio. En estos casos, el parque eólico puede no requerir un enlace a la red eléctrica regular. Sin embargo, para vender el exceso de potencia, aún necesita una forma de entregar esa energía a la empresa eléctrica.
Consulte con el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL), que trabaja con los desarrolladores eólicos para asegurar la capacidad de transmisión y la interconectividad. El grupo de integración de Wind Utility también proporciona recursos para conectar un parque eólico al sistema eléctrico.
Instalar, probar y ejecutar el equipo
La construcción de parques eólicos se puede completar en unos pocos meses. Sin embargo, es posible que primero necesite construir caminos en el sitio para transportar los aerogeneradores y otros equipos.
Para cada aerogenerador, tendrás que excavar un hoyo y llenarlo con hormigón armado para que sirva como base estabilizadora; este proceso es más exigente en condiciones rocosas o parques eólicos marinos. Sin embargo, una vez que la base esté preparada, tendrá que levantar las turbinas con grúas especializadas.
A continuación, colocará el cableado eléctrico y los sistemas en su lugar y ejecutará pruebas para asegurarse de que todos los elementos funcionen correctamente. A menudo se necesitan seis meses antes de que se corrigen los pliegues y el parque eólico alcanza la capacidad de producción comercial completa.
Cada aerogenerador necesita aproximadamente una semana de mantenimiento de rutina por año. La Asociación Estadounidense de Energía Eólica dice que se necesita un técnico eólico para atender cada 10 megavatios de capacidad de generación instalada.