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Sistemas de Generación de Energía Solar

Solar Energy Generating Systems ( SEGS ) es una planta de energía solar de concentración ubicada en California , Estados Unidos. Con una capacidad combinada de tres ubicaciones separadas de 354 megavatios (MW), alguna vez fue la segunda instalación de generación de energía solar térmica más grande del mundo, hasta la puesta en servicio de la instalación Ivanpah, aún más grande , en 2014. Consistía en nueve plantas de energía solar en Mojave de California. Desierto , donde la insolación se encuentra entre las mejores disponibles en Estados Unidos.

Los SEGS I-II (44 MW) estaban ubicados en Daggett ( 34 ° 51′45 ″ N 116 ° 49′45 ″ W / 34.86250 ° N 116.82917 ° W / 34.86250; -116.82917 ); han sido sustituidos por un parque solar fotovoltaico.

Se instalaron SEGS III-VII (150 MW) en Kramer Junction ( 35 ° 00′43 ″ N 117 ° 33′32 ″ W / 35.01194 ° N 117.55889 ° W / 35.01194; -117.55889 ); los cinco SEGS han sido demolidos. [1] [2] [3]

Los SEGS VIII-IX (160 MW) están ubicados en Harper Lake ( 35 ° 01′55 ″ N 117 ° 20′50 ″ W / 35.03194 ° N 117.34722 ° W / 35.03194; -117.34722 ). [4] NextEra Energy Resources opera y posee parcialmente las plantas ubicadas en Kramer Junction. El 26 de enero de 2018, los SEGS VIII y IX en Harper Lake se vendieron a la empresa de energía renovable Terra-Gen, LLC.

Una décima planta (SEGS X, 80 MW) estaba en construcción y Luz Industries había planeado SEGS XI y SEGS XII , pero el promotor se declaró en quiebra en 1992 porque no pudo conseguir financiación para la construcción. [5] Posteriormente, el sitio de SEGS X obtuvo la licencia para un parque solar fotovoltaico, Lockhart Solar PV II. [6]

La mayoría de las instalaciones térmicas se retiraron en 2021 [7] y se construyeron plantas fotovoltaicas en los mismos sitios.

Escala y operaciones de las plantas.

Antes del retiro y reemplazo de SEGS I-VII por energía solar fotovoltaica, las plantas tenían una capacidad instalada de 354 MW netos (394 MW brutos). La capacidad nominal, que operando continuamente, entregaría la misma producción de energía neta, proveniente únicamente de la fuente solar, era de alrededor de 75 MWe , lo que representa un factor de capacidad del 21% . Además, las turbinas podrían utilizarse por la noche quemando gas natural .

NextEra afirmó en 2009 que las plantas solares podrían alimentar 232.500 hogares (durante el día, en su máxima potencia) y desplazar 3.800 toneladas de contaminación por año que se habrían producido si la electricidad hubiera sido proporcionada por combustibles fósiles, como el petróleo. [8]

Las instalaciones contaban con un total de 936.384 espejos y abarcaban más de 1.600 acres (647,5 ha). Alineados, los espejos parabólicos se habrían extendido a lo largo de 369 kilómetros.

Como ejemplo de costo, en 2002, uno de los sitios de 30 MW de Kramer Junction requirió $90 millones para su construcción, y su costo de operación y mantenimiento fue de aproximadamente $3 millones por año (4,6 centavos por kilovatio hora). [9] Con una vida útil estimada de 20 años, los intereses y depreciaciones de operación, mantenimiento e inversiones triplican el precio, hasta aproximadamente 14 centavos por kilovatio hora. [ cita necesaria ]

Principio de funcionamiento

Croquis de un colector cilindroparabólico

La instalación utiliza tecnología cilindroparabólica , termosolar y gas natural para generar electricidad . Alrededor del 90% de la electricidad es producida por la luz solar . [ cita necesaria ] El gas natural solo se utiliza cuando la energía solar es insuficiente para satisfacer la demanda de Southern California Edison , el distribuidor de energía en el sur de California. [10]

espejos

Los espejos parabólicos tienen forma de quarter-pipes. El sol brilla sobre los paneles de vidrio, que reflejan un 94%, a diferencia de un espejo típico, que sólo refleja un 70%. Los espejos siguen automáticamente el sol durante todo el día. La mayor fuente de rotura de espejos es el viento, y normalmente se reemplazan 3.000 espejos cada año. Los operadores pueden girar los espejos para protegerlos durante tormentas de viento intensas. Se utiliza un mecanismo de lavado automatizado para limpiar periódicamente los paneles reflectantes parabólicos. El término "superficie de campo" se considera como la superficie real del colector.

Transferencia de calor

La luz del sol rebota en los espejos y se dirige a un tubo central lleno de aceite sintético , que se calienta a más de 400 °C (750 °F). La luz reflejada enfocada en el tubo central es de 71 a 80 veces más intensa que la luz solar normal. El aceite sintético transfiere su calor al agua, que hierve y acciona la turbina de vapor del ciclo Rankine , [11] generando así electricidad. Se utiliza aceite sintético para transportar el calor (en lugar de agua) para mantener la presión dentro de parámetros manejables.

Ubicaciones individuales

Las centrales eléctricas SEGS fueron construidas por Industrias Luz , [11] [12] y puestas en servicio entre el 20 de diciembre de 1984 y el 1 de octubre de 1990. [13] Después de la quiebra de Industrias Luz en 1991, las plantas se vendieron a varios grupos de inversores como proyectos individuales, y se detuvo la expansión que incluía tres plantas más. [5]

Kramer Junction emplea a unas 95 personas y 45 personas trabajan en Harper Lake. [ cita necesaria ]

lago harper

Until Ivanpah Solar Power Facility was commissioned in 2014, SEGS VIII and SEGS IX, located at 35°01′55″N 117°20′50″W / 35.031815°N 117.347270°W / 35.031815; -117.347270 (SEGS VIII and IX) were the largest solar thermal power plants individually and collectively in the world.[28] They were the last, the largest, and the most advanced of the nine plants at SEGS, designed to take advantage of the economies of scale. Construction of the tenth plant in the same locality was halted because of the bankruptcy of Luz Industries. Construction of the approved eleventh and twelfth plants never started. Each of the three planned plants would have had 80 MW of installed capacity.[29] Abengoa Solar recently constructed the 280MW Mojave Solar Project (MSP) adjacent to the SEGS VIII and SEGS IX plants.[30] The MSP also uses concentrating solar thermal trough technology.

Starting in February 2020, SEGS VIII no longer burned natural gas. The last production month was October 2021. SEGS IX stopped burning natural gas starting October 2020, except for January 2021.

Kramer Junction

The reflectors at Kramer Junction site facing the western sky to focus the late afternoon sunlight at the absorber tubes partially seen in the picture as bright white spots.

This location (35°00′48″N 117°33′38″W / 35.013218°N 117.560531°W / 35.013218; -117.560531 (SEGS III–VII)) receives an average of 340 days of sunshine per year, which makes it an ideal place for solar power generation. The average direct normal radiation (DNR) is 7.44 kWh/m2/day (310 W/m2),[15] one of the best in the nation[citation needed]. This was the location of SEGS II - VII, which were retired in 2019. As of 2021, they were going to be replaced with a new solar photovoltaic array called Resurgence I.[2][3]

Daggett

SEGS I and II were located at 34°51′47″N 116°49′37″W / 34.8631°N 116.827°W / 34.8631; -116.827 (SEGS I and II) and owned by Cogentrix Energy (Carlyle Group).[31] SEGS II was shut down in 2014 and was replaced by Sunray 3 (EIA plant code 10438), a 13,8 MW photovoltaic system. SEGS I was shut down one year later and replaced by 20 MW PV system Sunray 2 (EIA plant code 10437).[32][33] Sunray 2 and Sunray 3 started production in 2017 as per EIA data.

Accidents and incidents

En febrero de 1999, un tanque de almacenamiento de aceite mineral de 900.000 galones estadounidenses (3.400 m 3 ) explotó en la planta de energía solar SEGS I (Daggett), enviando llamas y humo al cielo. Las autoridades intentaban mantener las llamas alejadas de dos contenedores adyacentes que contenían ácido sulfúrico e hidróxido de sodio . Se evacuó el área inmediata de 0,5 millas cuadradas (1,3 km 2 ). [34]

Ver también

Referencias

  1. ^ "SEGS III - VII - Cruce Kramer". Comisión de Energía de California . Consultado el 24 de septiembre de 2022 .
  2. ^ ab "Valley Clean Energy hace un importante acuerdo de energía solar y almacenamiento".
  3. ^ ab "Informe del personal de la Comisión de Planificación del Departamento de Servicios de Uso de la Tierra de Resurgence Solar I y II" (PDF) .
  4. ^ The Energy Blog: Acerca de la energía solar cilindroparabólica
  5. ^ ab "Grandes proyectos de energía solar". Comisión de Energía de California. Archivado desde el original el 14 de julio de 2016 . Consultado el 14 de julio de 2016 .
  6. ^ ""2021-07-14 Lockhart Solar PV II NOP"" (PDF) .
  7. ^ Cheah, Cindy (21 de septiembre de 2021). "La instalación termosolar en funcionamiento más antigua del mundo está retirando la mayor parte de su capacidad - Today in Energy - Administración de Información Energética de EE. UU. (EIA)". www.eia.gov . Archivado desde el original el 26 de septiembre de 2021.
  8. ^ "Sistema de generación de electricidad solar" (PDF) . Consultado el 13 de diciembre de 2009 .
  9. ^ "Reducción del costo de la energía de las plantas de energía solar cilindroparabólicas", NREL, 2003
  10. ^ Penn, Ivan (22 de junio de 2017). "California invirtió mucho en energía solar. Ahora hay tanta que a veces se paga a otros estados para que la adopten". www.latimes.com . Consultado el 25 de febrero de 2019 .
  11. ^ ab "Generación de energía solar térmica". Solel Solar Systems Ltd. Archivado desde el original el 1 de junio de 2008 . Consultado el 30 de septiembre de 2010 .
  12. Alexis Madrigal (16 de noviembre de 2009). "Crímenes contra el futuro: la desaparición de Luz". Inventando el verde . Archivado desde el original el 11 de julio de 2011 . Consultado el 30 de septiembre de 2010 .
  13. ^ Generación de electricidad solar en California
  14. ^ ab Cohen, Gilbert (2006). Reunión técnica de mayo del IEEE (ed.). "Primer sistema de generación eléctrica solar de Nevada" (PDF) . Las Vegas, Nevada: Solargenix Energy: 10. Archivado desde el original (PDF) el 18 de marzo de 2009. {{cite journal}}: Citar diario requiere |journal=( ayuda )
  15. ^ abc Frier, Scott (1999). Una descripción general del desempeño reciente de Kramer Junction SEGS (ed.). «Taller Cilindro Parabólico» (PDF) . Ontario, California: Compañía operativa KJC. Archivado desde el original (PDF) el 15 de octubre de 2008. {{cite journal}}: Citar diario requiere |journal=( ayuda )
  16. ^ ab Kearney, D. (agosto de 1989). "Estaciones Generadoras de Energía Eléctrica Solar (SEGS)". Revisión de ingeniería energética del IEEE . IEEE . 9 (8): 4–8. doi :10.1109/MPER.1989.4310850. S2CID  7639056.
  17. ^ ab Precio, Hank (2002). Descripción general de la tecnología cilindroparabólica (ed.). "A través de la tecnología - Argelia" (PDF) . NREL : 9. Archivado desde el original (PDF) el 20 de octubre de 2008. {{cite journal}}: Citar diario requiere |journal=( ayuda )
  18. ^ ab Estación generadora de electricidad solar IX. NREL
  19. ^ Navegador de datos de electricidad de la EIA - SEGS I
  20. ^ Navegador de datos de electricidad de la EIA - SEGS II
  21. ^ Navegador de datos de electricidad de la EIA - SEGS III
  22. ^ Navegador de datos de electricidad de la EIA - SEGS IV
  23. ^ Navegador de datos de electricidad de la EIA - SEGS V
  24. ^ Navegador de datos de electricidad de la EIA - SEGS VI
  25. ^ Navegador de datos de electricidad de la EIA - SEGS VII
  26. ^ Navegador de datos de electricidad de la EIA - SEGS VIII
  27. ^ Navegador de datos de electricidad de la EIA - SEGS IX
  28. ^ Jones, J. (2000), "Plantas de energía solar", Laboratorio Nacional de Energías Renovables . Consultado el 4 de enero de 2010.
  29. ^ "Comisión de Energía de California - Grandes proyectos de energía solar". Archivado desde el original el 11 de mayo de 2008 . Consultado el 2 de mayo de 2011 .
  30. ^ Abengoa Solar - El proyecto solar Mojave
  31. ^ SUNRAY / SEGS Archivado el 16 de mayo de 2013 en la Wayback Machine.
  32. ^ Estadísticas y datos de energía solar de California
  33. ^ Permiso aprobado para instalación solar Archivado el 13 de febrero de 2017 en Wayback Machine.
  34. ^ Explota el tanque de almacenamiento de una planta de energía solar en el desierto; El área inmediata es evacuada