Sinds 2007 is het windgenererend vermogen in de Verenigde Staten met 30 procent per jaar gegroeid, sneller dan elke andere energieopwekkende technologie. De groeisnelheid blijft toenemen, ondanks de complexiteit van het gebruik van windtechnologie. Er zijn bijvoorbeeld nog vragen over de juiste indeling van windparken en de hoeveelheid landoppervlak die nodig is om ze efficiënt te installeren. Windenergieprojecten op utiliteitsschaal en residentiële windturbines hebben een hele reeks ontwerpoverwegingen.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Windturbines hebben een onveranderlijke en ononderbroken behoefte stroom of lucht om effectief te werken, wat betekent dat er geen obstakels in de buurt mogen zijn. Onderzoekers hebben gesuggereerd dat voor residentiële windturbines 150 meter afstand van obstakels in de buurt voldoende is. In het geval van de afstand tussen windturbineparken moeten turbines ten minste 7 rotordiameters van elkaar verwijderd zijn.
Woonsystemen

Een windturbine is het meest effectief wanneer deze in een stabiele, soepele, onveranderlijke en ononderbroken luchtstroom. Dat gebeurt nooit in de echte wereld, maar bij het plannen van een windturbine moeten de locaties zo dicht mogelijk bij het ideaal liggen. Voor residentiële systemen is het niet zozeer een kwestie van hoeveel gebied de windturbine nodig heeft, maar van hoeveel afstand er nodig is tussen de windturbine en andere obstakels. Een vuistregel is om een windturbine te installeren op 150 meter (492,1 voet) van een obstakel in de buurt en op een zodanige hoogte dat de onderkant van de rotorbladen 9 meter (29,5 voet) boven de obstakels komt, inclusief gebouwen en bomen .
Windpark Turbine Spacing

Windparken zijn arrays van grote turbines die zijn ontworpen om elektriciteit op nutsschaal te genereren. De grote turbines in windparken zijn in één opzicht niet anders dan residentiële turbines: ze werken het beste met soepel stromende wind. Als er iets de luchtstroom verstoort, veroorzaakt dit turbulentie, waardoor de turbine minder efficiënt wordt. Elke windturbine zorgt voor turbulentie in het gebied erachter en eromheen, dus de turbines moeten op ruime afstand van elkaar staan. De afstanden worden in dit geval uitgedrukt in rotordiameters. De algemene vuistregel voor de afstand tussen windparken is dat turbines ongeveer 7 rotordiameters van elkaar verwijderd zijn. Dus een rotor van 80 meter (262 voet) zou 560 meter - meer dan een derde van een mijl - van aangrenzende turbines moeten zijn. Onderzoekers van de Johns Hopkins University hebben voorgesteld dat tweemaal zoveel afstand de algehele efficiëntie zou verhogen.
Direct Land Use

Vuistregels zijn precies dat: vereenvoudigde uitdrukkingen om een ruw idee te krijgen van systeemvereisten. Om erachter te komen wat er in de echte wereld gebeurt, hebben onderzoekers van het National Renewable Energy Laboratory, NREL, 172 grootschalige windenergieprojecten onderzocht om te zien hoeveel land ze echt gebruiken. Het directe landgebruik is een maat voor het gebied van zaken als het betonnen torenplatform, de elektriciteitsonderstations en nieuwe toegangswegen. In de Verenigde Staten komt het directe landgebruik voor windturbines uit op driekwart hectare per megawatt nominaal vermogen. Dat wil zeggen, een windturbine van 2 megawatt zou 1,5 hectare grond vereisen.
Totaal windparkgebied

In elk windpark is er veel ruimte tussen turbines. Een deel van die ruimte is om turbulentie te minimaliseren, maar sommige moeten noklijnen volgen of andere obstakels vermijden. Veel van dit gebied wordt gebruikt voor andere doeleinden, zoals landbouwbedrijven. De NREL-onderzoekers onderzochten ook dit totale landgebruik. Ze vonden een ruw gemiddelde van 4 megawatt per vierkante kilometer (ongeveer 10 megawatt per vierkante mijl). Een windturbine van 2 megawatt zou dus een totale oppervlakte van ongeveer een halve vierkante kilometer (ongeveer twee tienden van een vierkante mijl) nodig hebben.
Regelgevingseisen

Regelgevingseisen bestrijken grotendeels het gebied dat windturbines vereisen. Er zijn meer dan 3000 provincies in de Verenigde Staten - de meeste van hen zijn verantwoordelijk voor de regelgeving voor windzonering - en het is onwaarschijnlijk dat elk een expert heeft op het gebied van windturbines. Dat leidt tot een aantal behoorlijk willekeurige regels. De voorzieningen voor tegenslagen zijn een goed voorbeeld en kunnen van invloed zijn op de hoeveelheid ruimte die een turbine-array nodig heeft. Omdat windtechnologie relatief nieuw is en snel verandert, zijn er niet veel gegevens over de nadelen of gevaren van het plaatsen van turbines in de buurt van andere structuren, dus er zijn een aantal bijna willekeurige beslissingen over de minimale afstand windturbines moeten worden gelokaliseerd vanaf eigendomslijnen. Regels voor terugval in de Verenigde Staten variëren van een afstand "zodat lawaai van de turbines geen indringing is" tot "tweemaal de hoogte van het systeem, inclusief de rotorbladen," tot een uniforme 304,8 meter (1.000 voet).