Le vent est l'une des ressources naturelles les plus durables de la planète lorsqu'il s'agit de produire de l'énergie électrique. Tout ce que vous devez faire pour l'exploiter est de construire une éolienne qui convertit le mouvement de l'air en énergie cinétique.
Capturer le vent sur une grande échelle, cependant, nécessite un parc éolien - une collection d'éoliennes spécialement conçues positionnées à travers le paysage ou l'océan, où les vents sont stables et forts.
Les éoliennes ont plusieurs pales, qui sont fixées haut sur les tours, qui tournent dans la brise et la puissance de récolte.
Les experts de l'industrie affirment que les États-Unis ont suffisamment de ressources éoliennes pour doubler efficacement leur capacité actuelle de production d'énergie éolienne, et que cela s'accompagne de nombreux avantages environnementaux. En Amérique seulement, l'énergie éolienne empêche la libération d'environ 62 millions de tonnes de gaz à effet de serre et conserve 20 milliards de gallons d'eau par an.
Parmi les obstacles potentiels à la construction de parcs éoliens, citons la controverse publique sur l'emplacement des éoliennes, les défis, les problèmes de financement et les problèmes techniques, comme le besoin d'infrastructure pour transmettre l'électricité au réseau électrique desservant les clients. Cependant, si vous souhaitez construire votre propre parc éolien, ce n'est pas trop difficile à faire.
Pour commencer: Planification de votre parc éolien
Construire un parc éolien est un grand projet qui nécessite des équipes de spécialistes pour gérer les nombreux aspects du projet, de la conception à la mise en œuvre.
De la sélection du bon emplacement et de l'évaluation du risque pour la faune à l'acquisition des permis appropriés et la mise en œuvre et l'essai des turbines elles-mêmes, beaucoup de planification va derrière la construction de ce type particulier de générateur d'énergie.
D'abord, assurez-vous de choisir un endroit qui a assez de ressources éoliennes.
Les meilleurs sites pour les parcs éoliens commerciaux ont des vitesses de vent de 13 miles par heure (6 mètres / seconde) ou plus, selon l'American Wind Energy Association. Trop de vent peut contraindre l'équipement et rendre le projet plus coûteux.
Des cartes de vitesse du vent spéciales peuvent vous aider à identifier une région avec des ressources éoliennes appropriées. Par exemple, le département de l'Énergie des États-Unis offre une carte de vent pratique, mais vous pouvez également utiliser un outil appelé un anémomètre pour mesurer l'énergie éolienne sur un site spécifique. Certains États offrent même des programmes de prêt anémomètre. Votre ingénieur peut utiliser des services et des logiciels spécialisés, tels que WindNavigator et GHWindFarmer, pour analyser la topographie, les conditions météorologiques et l'aérodynamique afin d'optimiser l'emplacement.
En outre, vous devrez tenir compte des préoccupations particulières de l'emplacement cible, telles que l'accès routier, les impacts sonores potentiels, les ombres scintillantes des pales et les problèmes culturels.
Évaluation des risques, des coûts agricoles et du financement
Les pales tournantes des éoliennes peuvent tuer les oiseaux, les chauves-souris, les rapaces et les oiseaux aquatiques en voie de disparition, il est donc préférable de placer les éoliennes loin des corridors fauniques occupés et des routes migratoires annuelles. Le Comité consultatif sur les lignes directrices pour les éoliennes du US Fish and Wildlife Service recommande une approche progressive comprenant une évaluation préliminaire, une caractérisation du site et des études sur le terrain pour prévoir et évaluer les espèces et les habitats endommagés par le parc éolien.
En tant que promoteur du site, vous devrez travailler en étroite collaboration avec l'organisme gouvernemental approprié (ou l'autorité compétente) pour réduire et atténuer les décès d'animaux dus au parc éolien; Dans certains cas, vous pouvez être autorisé à construire le parc éolien si vous modifiez son fonctionnement pour être plus respectueux de la faune. Par exemple, vous pourriez être tenu d'arrêter temporairement les turbines pendant la saison de migration et pendant les périodes de vent faible, lorsque les chauves-souris sont les plus actives et que le rendement énergétique est minime.
Pensez à la quantité d'énergie que vous voulez produire - ou combien le site peut produire - et combien d'argent vous pouvez dépenser. L'achat d'éoliennes peut vous coûter en moyenne 1,37 million de dollars par mégawatt de capacité.
En général, il est moins coûteux pour les services publics de développer des installations éoliennes que pour les investisseurs privés car les services publics peuvent bénéficier de structures de financement favorables qui permettent de réduire les coûts d'environ 30%, soit environ 1,4 cent le kilowattheure. Ministère de l'Énergie.
Les programmes de relance du gouvernement facilitent également le développement d'un parc éolien. Le crédit d'impôt à la production (CIP) prévoit maintenant un crédit d'impôt de 2,3 cents le kilowattheure au cours de la première décennie d'exploitation. Si vous commencez la construction de votre installation d'énergie renouvelable avant 2020, vous pouvez choisir irrévocablement de demander un crédit d'impôt à l'investissement (CII).
Pour projeter le coût nivelé du financement de votre projet éolien, branchez vos détails spécifiques dans les outils interactifs BITES (bâtiments, industrie, transport et électricité) fournis par le Laboratoire national des énergies renouvelables. Vous pouvez également parcourir la base de données des incitations étatiques et fédérales pour les énergies renouvelables.
Assurez-vous que votre ferme respecte les exigences légales
Les producteurs d'électricité sont régis par des lois fédérales telles que la Loi de 1978 sur les politiques de services publics (PURPA), la Loi de 2005 sur la politique énergétique (EPACT 2005) et la Loi de 2007 sur l'indépendance et la sécurité énergétiques (EISA 2007). En outre, les États ont des interprétations différentes de la façon dont ces lois fédérales s'appliquent, et ils ont des mandats différents pour promouvoir l'énergie renouvelable à travers la législation sur les normes de portefeuille renouvelables (RPS).
Un avocat ou un consultant spécialisé dans le développement des énergies renouvelables peut vous aider à naviguer dans les lois régissant votre projet proposé. Vous aurez également besoin de divers permis de construction et d'environnement d'organismes gouvernementaux.
Si votre parc éolien siège sur une propriété du gouvernement ou a un partenaire d'agence fédérale, l'obtention d'un permis peut être subordonnée à un processus formel d'évaluation d'impact environnemental. Par exemple, les parcs éoliens placés sur une propriété gérée par le Bureau of Land Management des États-Unis sont régis par certaines lignes directrices visant à protéger les espèces protégées par le gouvernement fédéral et d'autres ressources naturelles.
Identifier l'équipement et la conception du parc éolien
Les éoliennes modernes sont plus élégantes et plus grandes que les moulins à vent à l'ancienne, avec d'énormes pales et des tours aussi hautes que les immeubles de grande hauteur. Le placement précis de ces turbines sur un parc éolien affecte sa production globale d'énergie.
En règle générale, plus l'éolienne est grande, plus sa capacité de production est grande. L'éolienne la plus couramment installée a une capacité nominale de 1,5 mégawatts et peut alimenter 500 maisons, mais les modèles plus récents sont encore plus gros. Le site Web de General Electric indique des tailles allant jusqu'à 3,4 mégawatts pour l'utilisation à terre et jusqu'à 6 mégawatts pour l'offshore. Parmi les autres grands fabricants d'éoliennes figurent Vestas, Goldwind, Enercon, Siemens, Sulzon, Gamesa, United Power, Ming Yang et Nordex.
Les grandes et lourdes éoliennes nécessitent des fondations plus grandes et coûtent plus cher à installer. Les éoliennes offshore doivent être conçues pour les conditions océaniques. Les éoliennes fonctionnent rarement à pleine capacité, car leur production d'énergie dépend des conditions météorologiques.
En plus des éoliennes, un parc éolien nécessite un système de collecte d'énergie électrique, des transformateurs, un réseau de communication et des sous-stations. De plus, un système d'information de supervision et d'acquisition de données (SCADA) est utilisé pour surveiller les performances. Un ingénieur peut recommander l'équipement approprié et le positionnement de la turbine en fonction de votre site, de vos finances et de vos objectifs énergétiques.
Capacité de transmission sécurisée
Si vous planifiez un parc éolien à l'échelle commerciale, vous devez trouver un moyen de fournir de l'énergie aux clients de gros ou de détail. Typiquement, cela nécessite des lignes de transmission reliant la sortie de votre parc éolien au réseau de transport d'énergie électrique - le réseau énergétique - dans votre région. Les parcs éoliens commerciaux situés dans des endroits éloignés peuvent trouver difficile de sécuriser la capacité de transport et l'interconnexion avec le réseau.
Alternativement, les parcs éoliens plus petits peuvent être utilisés comme une source d'électricité dédiée pour une communauté ou une entreprise. Dans ces cas, le parc éolien peut ne pas avoir besoin d'un lien vers le réseau électrique régulier. Cependant, pour vendre de l'énergie excédentaire, vous avez toujours besoin d'un moyen de fournir cette puissance à l'entreprise d'électricité.
Vérifiez auprès du Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL), qui travaille avec les développeurs d'éoliennes pour sécuriser la capacité de transport et l'interconnectivité. Le groupe d'intégration de l'énergie éolienne fournit également des ressources pour raccorder un parc éolien au système électrique.
Installer, tester et exécuter l'équipement
La construction de parcs éoliens peut être complétée dans quelques mois. Cependant, vous devrez peut-être d'abord construire des routes sur le site pour transporter les éoliennes et autres équipements.
Pour chaque éolienne, vous devrez creuser un trou et le remplir de béton armé pour servir de fondation stabilisatrice; ce processus est plus exigeant dans les conditions rocheuses ou les parcs éoliens offshore. Une fois les fondations préparées, vous devrez installer les turbines avec des palans spécialisés.
Ensuite, vous installerez le câblage et les systèmes électriques et exécuterez des tests pour vous assurer que tous les éléments fonctionnent correctement. Il faut souvent six mois avant que les problèmes ne soient résolus et que le parc éolien atteigne sa pleine capacité de production commerciale.
Chaque éolienne nécessite environ une semaine d'entretien de routine par an. Selon l'American Wind Energy Association, il faut un technicien d'éoliennes pour assurer le service tous les 10 mégawatts de capacité de production installée.