风力发电场是大型的、技术含量很高的项目，但它们的发展往往依赖于土地所有者和小社区的个人决定。斯坦福大学的研究人员认识到在风力发电场规划中人为因素的力量，设计了一个模型，考虑开发商和土地所有者之间的互动如何影响风力发电场的成功和成本。
研究人员设计了一个新的风电场开发成本模型，该模型考虑了开发商和土地所有者之间的相互作用如何影响总成本。(图片来源:Getty Images)
斯坦福大学机械工程助理教授Erin MacDonald说:“I’ve研究风力发电场的成本已经10年了，而I’ve发现软成本——基本上是人与人之间的成本互动——被忽视了。”“现有的模型可以告诉我们如何通过稍微不同的方式让一个叶片转动来获得更多的价值，但并不关注社区接受或拒绝风力发电场的原因。”
在6月19日发表的一篇论文,在《机械设计,研究人员提出一个模型,突出了三个操作开发人员可以在此过程中地主收购——社区参与会议,初步环境研究和分享计划风力涡轮机布局与地主,调查这些行为如何影响风电场的最终成本。成本分析表明，这些行动虽然会增加前期成本，但最终可能会为开发人员节省长期资金。
通过对现实生活中土地所有者收购案例的研究，研究人员希望进一步完善该模型，最终提高项目实施的成功率，并降低整个风电场开发的成本。
量化的交互
在规划风电场的过程中，开发商使用模型来预测项目的成本和能源产出。这些模型是映射项目不同部分(如材料、劳动力、土地)之间关系的数学公式，在本例中，还包括开发商和土地所有者之间的相互作用。
在之前的工作中，麦克唐纳和她以前的研究生和博士后研究员陈乐创建了一个模型，在这个模型中，他们将土地所有者的决策整合到一个风力发电场布局优化模型中——这个模型关注的是什么布局能产生最多的能量。有了这个模型，开发商就可以预测哪些土地所有者对项目的成功有最大的影响，并对其进行优先排序。这项最新的工作增加了关于早期发育过程中其他人际交往的细节。
“当我在能源行业工作时，我使用的模型经常缺乏人力投入，”该论文的第一作者、机械工程研究生西塔·西尔(Sita Syal)说。“我们不否认经济或工程分析的严谨性，但我们鼓励开发者也考虑社会分析的好处。”
“这项工作为开发商提供了一个评估不同行为的框架，而目前还很难比较这些行为的潜在影响，例如，投资于土地所有者关系与购买更高效的设备之间的差别，”机械工程专业的研究生丁一清(音)说。
占软成本在他们的模型中,研究人员必须研究和头脑风暴不同场景的交互发生在风电场开发——和他们的结果,然后将这些交互的最重要细节转化为公式可以与更传统的集成项目分析模型。他们的模型是一个初步的概念验证，表明增加土地所有者参与规划过程的行动会导致更多的土地所有者接受开发合同，而这种接受度的增加会转化为整体成本的节约——尤其是在防止项目失败的情况下。
“该模型表明，采取先发制人的行动可以提高土地所有者的认可度，但也会带来成本，”丁说。“时机也很重要:我们发现，何时采取行动会影响到土地所有者的接受程度。”
虽然有些开发商会召开社区会议，进行初步的环境研究，但很少会与土地所有者共享规划。通常情况下，所有参与风力发电场的土地所有者都会得到一份模糊的合同，该合同并没有具体说明他们的土地将如何被最终项目使用，也没有具体说明他们将得到多少钱。
合作设计过程
研究人员认识到，使开发过程更加透明是一个挑战，而且增加了初始费用。然而，他们仍然对创新合作行动的潜力持乐观态度，这些行动可能最终提高风能的成功和价值。
例如，麦克唐纳建议，涡轮机计划的虚拟现实模型可能会提高土地所有者的合同接受度，因为之前的研究已经发现，人们往往更容易接受涡轮机的外观，一旦他们看到它们到位。
麦克唐纳说:“这几乎就像是开发商和土地所有者之间的合作设计过程。”“开发商以合作的方式将土地所有者包括在这个过程中，不仅向他们展示涡轮机的位置，还解释不同布局的优缺点。”
增加透明度和合作的其他选择可能包括让合同更容易阅读，并给土地所有者一些选择，比如他们的土地如何使用的两种选择。
同时，土地所有者接受的概念证明模型还需要进一步研究和完善。研究人员希望看到更多关于风力发电场软成本的研究，并希望对开发商的流程有更多的了解——这些流程往往是专有的——以便使这个模型对他们有用。
最好的结果是,他们所有的心血蒸馏和人机交互转化为数学关系导致项目开发人员,例如,输入他们计划的钱花在社区会议和接收一个概率的地主合同定制的社区。
沙尔说:“我们正在考虑采取许多步骤，但有一天这可能成为创建社区支持的可持续能源基础设施的工具。”
这项研究部分基于美国国家科学基金会支持的工作。
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新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://news.stanford.edu/2020/06/19/simulating-wind-farm-development/