風力発電は、地球上で最も持続可能な天然資源の1つです。 これを利用するために必要なのは、空気の運動を運動エネルギーに変換する風力タービンを建設することだけです。
しかし、大規模な風を捉えるには、風が安定して強くなる景観や海の向こうに特別に設計された風力タービンを集めた風力発電所が必要です。
風力タービンには複数の羽根があり、それらは塔の上に置かれ、風が吹き出して動力を得ます。
業界の専門家は、現在の風力発電能力を効果的に倍増させるのに十分な風力資源を米国が有しており、そのためには環境面でメリットがあると指摘する。 アメリカだけでも、風力発電は約6200万トンの温室効果ガスの放出を防ぎ、年間200億ガロンの水を節約します。
風力発電所を建設する上での潜在的な障害には、風力タービンの設置に関する一般的な論争、チャレンジ、資金調達の懸念、インフラストラクチャーが顧客に役立つ電力網に電力を送る必要性などの技術的問題があります。 しかし、あなた自身の風力発電所を建設したいと思えば、実際に行うのはあまり難しくありません。
入門：風力発電所の計画
風力発電所の建設は、受注から計画、導入まで、プロジェクトの多くの面を担当する専門家チームが必要とする大きなプロジェクトです。
適切な場所を選択し、野生生物のリスクを評価して適切な許可を取得し、タービン自体を実装し、テストすることから、この特別なタイプのエネルギー発生器の建設には多くの計画が進んでいます。
まず、十分な風力資源がある場所を選択してください。
商業用風力発電所のための最良のサイトは、米国風力エネルギー協会によると、毎時13マイル（6メートル/秒）以上の風速を持っています。 あまりにも多くの風が実際に機器に歪み、プロジェクトをより高価にする可能性があります。
特殊な風速マップは、適切な風力資源を持つ地域を特定するのに役立ちます。 例えば、米国エネルギー省は便利な風力マップを提供していますが、風速計と呼ばれるツールを使用して特定の場所の風力エネルギーを測定することもできます。 一部の州では、風速計ローンプログラムも提供しています。 エンジニアはwindNavigatorやGHWindFarmerなどの特殊なサービスとソフトウェアを使用して、地形、気象条件、空力を分析して場所を最適化することができます。
さらに、道路アクセス、潜在的な騒音の影響、ブレードからのちらつきの影、文化的な問題など、ターゲットの場所に関する特別な懸念を考慮する必要があります。
リスク、農場コスト、および資金調達の評価
風力タービンの回転羽根は絶滅の危機に瀕している鳥、コウモリ、猛禽類、水鳥などを殺すことができるので、野生生物の廊下や毎年の移動経路から離れた場所に設置することをお勧めします。 米国魚類野生生物局の風力タービンガイドライン諮問委員会は、風力発電所で被害を受けた種や生息地を予測し評価するための予備評価、現地評価、現地調査などの段階的なアプローチを推奨しています。
サイト開発者は、適切な政府機関（または許可機関）と緊密に協力して、風力発電所による動物の死亡を減らし軽減する必要があります。 場合によっては、野生動物にやさしくなるように操業を変更すると、風力発電所を建設することが許可されることがあります。 たとえば、マイグレーションシーズンや風が弱い時、コウモリが最も活発で電力収量が少ない時には、ターンを一時的に停止する必要があります。
どのくらいのエネルギーを生産したいか、サイトがどれくらいの量のエネルギーを生み出すことができるか、どれだけのエネルギーを費やすことができるかを考えてください。 風力タービンのみを購入すれば、メガワットあたり平均137万ドルの発電量を得ることができます。
一般に、電力会社が民間投資家よりも風力発電施設を開発する方が、米国の資金提供を受けた報告書によると、電力会社がコストを約30％、すなわちキロワット時に約1.4セント削減できる有利な資金調達構造に踏み込むことができるので、エネルギー省。
政府の刺激策も、風力発電所の開発を容易にします。 生産税額控除（PTC）は、最初の10年間に、1キロワット時当たり2.3セントの税額控除を提供するようになりました。 2020年以前に再生可能エネルギー施設で建設を開始する場合、投資税額控除（ITC）を請求する取消不能な選挙を行うことがあります。
あなたの風力プロジェクトの資金調達コストを平準化するには、National Renewable Energy Laboratoryが提供するインタラクティブなBITESツール（Buildings、Industry、Transportation＆Electricity Scenarios）に特定の詳細を接続します。 また、再生可能エネルギーに関する州と連邦のインセンティブのデータベースを閲覧することもできます。
あなたの農家が法的要件を満たしていることを確認する
電力生産者は、1978年公益事業規制政策法（PURPA）、2005年エネルギー政策法（2005年EPACT）、2007年エネルギー安全保障法（EISA 2007）のような連邦法が適用されます。 さらに、各州は、これらの連邦法がどのように適用されるかについて異なる解釈をしており、再生可能ポートフォリオ基準（Renewable Portfolio Standards：RPS）法によって再生可能エネルギーを促進する様々な義務を負っています。
再生可能エネルギー開発に特化した弁護士またはコンサルタントが、あなたが提案したプロジェクトを管理する法律をナビゲートするのに役立ちます。 また、政府機関からさまざまな建築許可証と環境許可証が必要になります。
あなたの風力発電所が政府の財産に居るか、あるいは連邦政府機関のパートナーがいる場合は、正式な環境影響評価プロセスを条件にすることができます。 例えば、米国土地管理局によって管理されている財産に置かれた風力発電所は、連邦政府が保護する種やその他の天然資源を保護するための特定のガイドラインによって管理されています。
機器と風力発電所の設計を特定する
現代の風力タービンは古風な風車よりも滑らかで大きく、巨大な翼と高層ビルのような塔があります。 風力発電所におけるこれらのタービンの正確な配置は、その全体的なエネルギー生産に影響を及ぼします。
原則として、風力タービンが大きいほど、その発電能力は大きくなる。 最も一般的に設置されている風力タービンは、1.5メガワットの容量定格を持ち、500世帯に電力を供給することができますが、新しいモデルはさらに大きくなります。 ゼネラルエレクトリックのウェブサイトには、陸上では最大3.4メガワット、オフショアでは最大6メガワットのサイズが掲載されています。 他の大手風力タービンメーカーには、Vestas、Goldwind、Enercon、Siemens、Sulzon、Gamesa、United Power、Ming Yang、Nordexなどがあります。
大型で重い風力タービンは、より大きな基礎を必要とし、設置にはより多くの費用がかかる。 オフショア風力タービンは、海洋のために設計されなければならない。 風力発電は気象に依存しているため、風力発電機はフル容量で動作することはほとんどありません。
風力発電所に加えて、風力発電所には、電力回収システム、変圧器、通信ネットワーク、および変電所が必要です。 さらに、監視制御およびデータ収集（SCADA）情報システムを使用してパフォーマンスを監視します。 エンジニアは、お客様のサイト、財務、およびエネルギー目標に基づいて適切な設備とタービンの配置を推奨することができます。
安全な伝送容量
商業規模の風力発電所を計画している場合、卸売りまたは小売の顧客にエネルギーを提供する方法が必要です。 通常、これには風力発電所の出力を電力送電網（エネルギーグリッド）に接続する送電線が必要です。 遠隔地に設置されている商業用風力発電所は、送電能力と送電網との相互接続性を確保することに挑戦しています。
あるいは、小さな風力発電所は、コミュニティやビジネスのための専用電源として使用できます。 このような場合、風力発電所は通常の電気グリッドへのリンクを必要としない場合があります。 しかし余剰電力を売るには、その電力を電力会社に引き渡す方法が必要です。
送電能力と相互接続性を確保するために風力開発者と協力している国立再生可能エネルギー研究所（NREL）に確認してください。 Utility Wind Integration Groupは、風力発電所を電気システムに接続するためのリソースも提供しています。
装置のインストール、テスト、および実行
風力発電の建設は数カ月以内に完了することができます。 しかし、風力タービンやその他の機器を運ぶためには、まずサイトに道路を建設する必要があります。
各風力タービンについて、穴を掘って鉄筋コンクリートで埋める必要があります。 このプロセスは、岩場やオフショア風力発電所ではより厳しいものになります。 しかし、基礎が準備されたら、特殊なホイストでタービンを建てる必要があります。
次に、電気配線とシステムを設置し、テストを実行してすべての要素が適切に動作していることを確認します。 キンクがアイロンをかけて風力発電所が完全な商業生産能力を達成するには、しばしば6ヶ月かかる。
各風力タービンは年間約1週間分の定期的な整備が必要です。 アメリカの風力エネルギー協会は、1人の風力技術者が発電能力を10メガワット毎に実施すると言います。