El Sistema de Generación Eléctrica Solar Ivanpah es una planta termosolar de concentración en el desierto de Mojave . Está ubicado en la base de la montaña Clark en California , al otro lado de la frontera estatal con Primm, Nevada . La planta tiene una capacidad bruta de 392 megavatios (MW). [8] Despliega 173.500 helióstatos , cada uno con dos espejos que enfocan la energía solar en calderas ubicadas en tres torres de energía solar de 459 pies (140 m) de altura [9] . [8] La primera unidad del sistema se conectó a la red eléctrica en septiembre de 2013 para una prueba de sincronización inicial. [10] La instalación se inauguró formalmente el 13 de febrero de 2014. [2] En 2014, era la central termosolar más grande del mundo . [11] [12]
La instalación de 2.200 millones de dólares fue desarrollada por BrightSource Energy y Bechtel . [13] El mayor inversor en el proyecto fue NRG Energy , que aportó 300 millones de dólares. Google contribuyó con 168 millones de dólares. [14] El gobierno de los Estados Unidos proporcionó una garantía de préstamo de 1.600 millones de dólares y la planta está construida en terrenos públicos. [15] En 2010, el proyecto se redujo de su diseño original de 440 MW para evitar perturbar el hábitat de la tortuga del desierto . [dieciséis]
.JPG/1280px-Ivanpah_SEGS_(1).JPG)
.JPG/1280px-Ivanpah_SEGS_(2).JPG)
El sistema Ivanpah consta de tres plantas de energía solar térmica en 3500 acres (1400 ha) de terreno público cerca de la frontera entre California y Nevada en el suroeste de los Estados Unidos . [17] Inicialmente se planeó con 440 MW brutos en 4.000 acres (1.600 ha) de terreno, pero luego se rebajó en un 12%. Está cerca de la Interestatal 15 y al norte de Ivanpah, California . [18] La instalación es visible desde la adyacente Reserva Nacional Mojave , Mesquite Wilderness y Stateline Wilderness . [18] También es muy visible desde la zona turística de Primm Valley hacia el noreste.
Campos de espejos de helióstatos enfocan la luz solar en receptores ubicados en torres de energía solar centralizadas. Los receptores generan vapor para impulsar turbinas de vapor especialmente adaptadas .
Para la primera planta, se encargó el conjunto generador de turbina de vapor totalmente solar más grande hasta la fecha, con una turbina de recalentamiento de carcasa única Siemens SST-900 de 123 MW. [19] Siemens también suministró sistemas de instrumentación y control. [20] Las plantas utilizan la tecnología "Luz Power Tower 550" (LPT 550) de BrightSource Energy [21] que calienta el vapor a 550 °C directamente en los receptores. [22] Las plantas no tienen almacenamiento . [23]
La aprobación final para el proyecto se otorgó en octubre de 2010. [24] El 27 de octubre de 2010, el gobernador de California , Arnold Schwarzenegger , el secretario del Interior, Ken Salazar , y otros dignatarios se reunieron en el desierto de Mojave para preparar la construcción. [8]
El proyecto, que tuvo un coste total de unos 2.180 millones de dólares, [25] recibió una garantía de préstamo de 1.600 millones de dólares del Departamento de Energía de los Estados Unidos . [26] La instalación desarrolló contratos para vender alrededor de dos tercios de la energía que generaba a Pacific Gas and Electric Company (PG&E), y el resto a Southern California Edison (SCE). [27] [28] [21]
El mayor inversor en el proyecto fue NRG Energy , una empresa generadora con sede en Princeton, Nueva Jersey . Contribuyó con 300 millones de dólares. [14] El proyecto también recibió una inversión de 168 millones de dólares de Google . [29] Sin embargo, en noviembre de 2011, Google anunció que ya no invertiría en la instalación debido a la rápida caída del precio de los sistemas fotovoltaicos . [30] [31] [14] Se proporcionaron $90,000,000 en financiamiento a través del programa de inmigración de inversionistas EB-5 , administrado en este caso por los Centros Regionales de CMB. [32]
.JPG/1280px-BrightSource_Energy_Luz_Power_Tower_550_at_full_load_(installed_at_Ivanpah_Stateline_Solar_Facility,_Nipton,_CA).JPG)
La planta quema gas natural cada mañana para iniciar la operación. El Wall Street Journal informó: "En lugar de acelerar la planta cada día antes del amanecer quemando gas natural durante una hora para generar vapor, Ivanpah necesita más de cuatro veces esa cantidad". [33] El 27 de agosto de 2014, el Estado de California aprobó que Ivanpah aumentara su consumo anual de gas natural de 328.000.000 pies cúbicos (9.300.000 m 3 ) de gas natural, como se aprobó anteriormente, a 525.000.000 pies cúbicos (14.900.000 m 3 ). [34] En 2014, la planta quemó 868 × 10 9 unidades térmicas británicas (254 GWh) de gas natural, emitiendo 46.084 toneladas métricas de dióxido de carbono, lo que es casi el doble del umbral de contaminación en el que deben participar las centrales eléctricas y fábricas de California. en el programa estatal de límites máximos y comercio para reducir las emisiones de carbono. [35] Si ese combustible se hubiera utilizado en una planta de turbina de gas de ciclo combinado (CCGT), habría generado alrededor de 124 GWh de energía eléctrica. [36] La instalación utilizó ese gas más energía solar para producir 419 GWh de energía eléctrica (más de tres veces la planta CCGT mencionada), mientras operaba muy por debajo de su producción esperada. En 2015, la instalación mostró cifras de producción más altas, con aumentos del 170% en el primer trimestre con respecto al mismo período de 2014. [37]
La instalación utiliza tres calderas acuotubulares Rentech tipo D y tres calderas de conservación nocturna. La Comisión de Desarrollo y Conservación de Recursos Energéticos de California aprobó para cada uno una chimenea de "130 pies (40 m) de alto y 60 pulgadas (1,5 m) de diámetro" y un consumo de 242.500 pies cúbicos/h (6.870 m 3 /h) de combustible. [38]
BrightSource estimó que las instalaciones de Ivanpah proporcionarían 1.000 puestos de trabajo en el punto máximo de la construcción, 86 puestos de trabajo permanentes y beneficios económicos totales de 3.000 millones de dólares. [27] [21] El supervisor electo del condado de San Bernardino, Brad Mitzelfelt, que representa la mayor parte del desierto de Mojave de California, declaró que el "proyecto crearía puestos de trabajo principalmente para Las Vegas y electricidad para la mayor parte de San Francisco". [39]
El proyecto recibió una garantía de préstamo de 1.600 millones de dólares del Departamento de Energía de los Estados Unidos . [40] Según Synapse Energy Economics, el costo de construcción estimado para la instalación de $5,561.00 por kW cayó entre el de las plantas de energía nuclear y de carbón. [41] [42] pero esto no tiene en cuenta el factor de capacidad menos favorable de la energía solar.
En noviembre de 2014, los inversores de la instalación solicitaron una subvención federal de 539 millones de dólares para financiar su préstamo federal. [15]
El rendimiento de suministro de energía contratado de 640 GWh/año de las Unidades 1 y 3 y 336 GWh de la Unidad 2 [37] se cumplió en 2017, luego de una producción drásticamente reducida en los primeros años de operación, particularmente en el año de inicio de 2014. [ 43]
En noviembre de 2014, Associated Press informó que la instalación estaba produciendo sólo "aproximadamente la mitad de su producción anual esperada". La Comisión de Energía de California emitió un comunicado culpando de esto a "las nubes, las estelas de los aviones y el clima". [44] El rendimiento mejoró en 2015 hasta aproximadamente 650 GWh. Sin embargo, NRG Energy dijo en su informe trimestral de noviembre que Ivanpah probablemente no cumpliría con sus obligaciones contractuales de suministrar energía a PG&E durante el año, lo que elevaría el riesgo de incumplimiento de su acuerdo de compra de energía. [45] PG&E tenía un contrato para recibir 640 GWh/año de las Unidades 1 y 3, mientras que se suponía que SCE recibiría 336 GWh de la Unidad 2, [37] a un precio de aproximadamente $200/MWh (20¢/kWh). [45] En marzo de 2016, PG&E acordó no declarar la planta en mora durante al menos cuatro meses a cambio de una suma no revelada de los propietarios. [46]
En junio de 2015, The Wall Street Journal informó: "15 meses después de su puesta en marcha, la planta está produciendo solo el 40% de [se espera más de un millón de megavatios-hora de electricidad cada año], según datos del Departamento de Energía de Estados Unidos. " [47] El rendimiento mejoró espectacularmente en el segundo año. CleanTechnica informó con respecto a las unidades 1 y 3 que "en 2015, los clientes de PG&E recibieron alrededor del 97% de los electrones contratados por Ivanpah, lo que supone una enorme mejora con respecto a su primer año". [48]
En 2017, gracias a las mejoras, la planta cumplía con los requisitos de producción del contrato. [43]
La planta de vapor fue diseñada para una eficiencia bruta del 28,72%. [6] La irradiancia local cerca del área es de aproximadamente 7,4 kWh/m 2 /día [49] [50] (promedio anual) para un flujo total de energía solar en el espectro visible de 2,717 MWh/m 2 al año.
Un espejo de helióstato tiene una superficie reflectante de 7,02 m 2 (75,6 pies cuadrados ), [51] dando un total de 14,05 m 2 (151,2 pies cuadrados ) por helióstato. La superficie total reflectante de helióstatos de la planta da como resultado 173.500 helióstatos × 14,05 m 2 / helióstato = 2.437.144 m 2 . Si los espejos siempre pudieran ser perpendiculares al rayo solar, basándose en la irradiancia, el flujo de energía solar interceptado sería 2,717 MWh/m 2 /año × 2.437.144 m 2 = 6.621.720 MWh al año. [52]
El 19 de mayo de 2016, se informó de un pequeño incendio cuando espejos desalineados reflejaron la luz del sol en un nivel de la torre de la Unidad 3 que no estaba diseñado para recolectar energía, lo que requirió que la torre se cerrara para realizar reparaciones. [53] Como otra de las tres unidades generadoras de energía ya estaba fuera de servicio por mantenimiento programado, la planta quedó con sólo un tercio de su instalación funcional. [53] La unidad 3 reanudó su funcionamiento el 8 de junio de 2016. Las tres unidades volvieron a estar en funcionamiento el 20 de junio de 2016. La producción de electricidad termosolar en California alcanzó un máximo de 703 MW ese día, [54] frente a los 452 MW del 7 de junio. cuando dos unidades estaban fuera de línea. [55]
En agosto de 2014, Ivanpah recibió el premio "Planta del año" de la revista Power . [56] En febrero de 2012, Ivanpah recibió el premio al Proyecto CSP (Energía Solar Concentrada) del Año de Solar Power Generation USA. [57]
El proyecto generó controversia debido a la decisión de construirlo en un hábitat desértico ecológicamente intacto . [58] Se estimaba que la instalación de Ivanpah, antes de que comenzaran las operaciones, reduciría las emisiones de dióxido de carbono en más de 400.000 toneladas al año. Fue diseñado para minimizar los impactos en el medio ambiente natural en comparación con algunas instalaciones solares fotovoltaicas porque el uso de helióstatos no requiere tanta nivelación del terreno. [57] La instalación estaba vallada para mantener alejada a parte de la vida silvestre terrestre. Sin embargo, las aves corrían el riesgo de colisionar con los espejos de los helióstatos o de quemarse con el flujo solar creado por el campo de espejos. [59] [60]
En 2012, la Asociación de Conservación de Parques Nacionales (NPCA) emitió un informe sobre el proyecto, citando preocupaciones sobre el agua, daños a los recursos visuales e impactos en importantes especies del desierto. Para conservar el agua escasa del desierto, el LPT 550 utiliza refrigeración por aire para convertir el vapor nuevamente en agua. En comparación con el enfriamiento húmedo convencional, esto resulta en una reducción del 90 por ciento en el uso de agua. Luego, el agua regresa a la caldera en un proceso cerrado. [21]
Otro problema potencial es el efecto del deslumbramiento de los espejos en los pilotos de aviones. [61] Además, "las torres de energía tienen 'unidades receptoras' en su parte superior en las cuales los campos de espejo enfocan su luz reflejada. Durante la operación, estas unidades receptoras se calientan extremadamente, de modo que brillan y parecen brillantemente iluminadas. ... Porque Están muy por encima del suelo, estas unidades receptoras brillantes serán una distracción visible para las personas en muchos de los KOP [puntos clave de observación], incluidos los viajeros que utilizan la I-15". [18]
Según los informes de apertura de la Comisión de Desarrollo y Conservación de Recursos Energéticos del Estado de California sobre este proyecto, "el proyecto en sí es visualmente imponente. Cubriría aproximadamente 4.000 acres [1.600 ha], la mayoría de las cuales estarían cubiertas con campos de espejos. La extensión panorámica de conjuntos de espejos presentaría un fuerte contraste textural con el carácter natural e intacto del suelo del desierto [y] se elevaría a una altura de aproximadamente 459 pies [140 m]; 10 a 15 pies [3,0 a 4,6 metros] adicionales por encima de esa altura Consistiría en iluminación para cumplir con los requisitos de la Administración Federal de Aviación (FAA). [18]
El proyecto de energía solar Ivanpah se construyó en 16 km2 (6 millas cuadradas ) de terreno público en el desierto central sur de Mojave. [62] La construcción del proyecto se detuvo temporalmente en la primavera de 2011 debido a los presuntos impactos en las tortugas del desierto . [63] La construcción se reanudó cuando el Servicio de Pesca y Vida Silvestre de los Estados Unidos (USFWS) descubrió que no era probable que el proyecto pusiera en peligro a la tortuga del desierto en peligro de extinción. [64] BrightSource también instaló cercas para mantener la vida silvestre fuera del área. [65] En 2010, el proyecto se redujo del diseño original de 440 MW, para evitar construir en el hábitat de la tortuga del desierto. [dieciséis]
Muchas tortugas del desierto encontradas en el sitio fueron reubicadas en otras partes del desierto de Mojave. Sin embargo, los ambientalistas expresaron su preocupación de que las tortugas reubicadas tuvieran más probabilidades de morir debido al estrés involucrado. [66] [67]
Durante la prueba de la planta en septiembre de 2013, se encontraron treinta y cuatro aves muertas en la planta. Quince tenían plumas muy quemadas, a las que el personal de la planta se refería como "serpentinas", porque se quemaban durante el vuelo por la intensa radiación de los espejos del helióstato. [68] Desde febrero hasta junio de 2014, un equipo de biólogos que monitoreó el número de muertes de aves informó un total de 290. [69]
En abril de 2014, el USFWS informó que en octubre de 2013 se habían recolectado en Ivanpah 141 aves muertas, entre ellas el halcón peregrino , la lechuza común y la reinita de rabadilla amarilla . Cuarenta y siete de las muertes de las aves se atribuyeron al flujo solar. [70] Según un informe de Associated Press, "Ivanpah podría actuar como una 'megatrampa' para la vida silvestre, con la luz brillante de la planta atrayendo insectos, que a su vez atraen a las aves que se alimentan de insectos y que vuelan hacia su muerte en los rayos de luz intensamente enfocados." [71] Se consideraron estrategias de mitigación de la muerte de aves, incluidas tecnologías comprobadas y ambientalmente seguras, como radares aviares y LRAD para mantener a las aves alejadas del sitio, cubrir estanques para disuadir a las aves acuáticas de merodear y limpiar tierra adicional alrededor de la planta para hacerla menos atractiva. y más visible para los pájaros en vuelo. [68] [72] [73] [74] Algunas de las muertes de aves ocurrieron cuando la planta estaba en modo de espera y los espejos estaban enfocados sobre la torre. Este problema se resolvió ampliando el foco, por debajo de la intensidad dañina. [75]
En abril de 2015, The Wall Street Journal informó que "los biólogos que trabajan para el estado estimaron que 3.500 aves murieron en Ivanpah en el lapso de un año, muchas de ellas quemadas vivas mientras volaban a través de una parte de la instalación solar donde la temperatura del aire puede alcanzar los 1.000 grados". grados centígrados [540 °C]". [76]
A finales de 2015, Brightsource publicó los resultados del primer año completo de seguimiento de las muertes de aves y murciélagos en la planta solar Ivanpah. La compañía informó que durante un año de estudio supervisado por la División de Vida Silvestre de California, el número de muertes de aves observadas, ajustado hacia arriba para tener en cuenta las ineficiencias en el recuento de cadáveres, fue de alrededor de 3.500 muertes de aves por año causadas por la planta solar Ivanpah. La planta de Ivanpah tomó medidas para reducir aún más la muerte de aves. [77] [78]
Los informes iniciales sobre un elevado número de víctimas de aves han sido cuestionados desde que aparecieron los informes iniciales. En septiembre de 2014, por ejemplo, Renewable Energy World sugirió: "Con su afirmación de 28.000 aves muertas en Ivanpah, Associated Press distribuyó una historia en todas las portadas de Estados Unidos, difundiendo alarma sobre las plantas de energía solar concentrada (CSP), que no estaban conectadas a tierra". en hechos, sino en la especulación de un oponente". [79] [80]
En septiembre de 2016, biólogos federales dijeron que alrededor de 6.000 aves mueren anualmente por colisiones o inmolaciones mientras persiguen insectos voladores alrededor de las torres de la instalación. [81]
Ivanpah apareció en el documental Planet of the Humans de 2019 .
La producción eléctrica de Ivanpah Solar es la siguiente (en megavatios-hora, MWh ).
Se anunció que Ivanpah estaba diseñado para producir 940.000 MWh de electricidad por año, según su capacidad nominal y el factor de capacidad asumido. [85] En su segundo año de funcionamiento, la producción de Ivanpah de 653.122 MWh de electricidad neta fue el 69,5 por ciento de este valor, aumentando desde el 44,6 por ciento en el primer año. La puesta en marcha de una nueva central térmica requiere hasta cuatro años para alcanzar el nivel de funcionamiento del 100%, desde la primera conexión a la red hasta la plena producción. [86] En su séptimo año (2020), la producción anual fue del 91,1% de su valor anunciado.
El uso de gas por parte de Ivanpah Solar es el siguiente, expresado en millones de unidades térmicas británicas (Btu), como se informó. En comparación con los cuadros anteriores, 1 MWh equivale aproximadamente a 3,4 millones de Btu.
NR = No reportado
n/a = No disponible
El proyecto Ivanpah está completo en más del 92 por ciento
IMPACTO ECONÓMICO: Ivanpah creó 1.000 puestos de trabajo en la construcción y se espera que genere 61 puestos de trabajo permanentes.
Aunque los precios del PPA de Ivanpah no se divulgan, se cree que no son inferiores a los 0,135 dólares por kilovatio-hora del proyecto Crescent Dunes de 110 megavatios de SolarReserve en Nevada, lejos del precio objetivo de CSP del DOE de 0,06 dólares por kilovatio-hora.
Los inversores de una planta de energía solar de California ahora quieren una subvención federal de 539 millones de dólares para liquidar su préstamo federal.
Un gran error de cálculo fue que la central eléctrica requiere mucho más vapor para funcionar sin problemas y de manera eficiente de lo que se pensaba originalmente, según un documento presentado ante la Comisión de Energía de California. En lugar de acelerar la planta cada día antes del amanecer quemando gas natural durante una hora para generar vapor, Ivanpah necesita más de cuatro veces esa ayuda de combustibles fósiles para que la planta funcione cada mañana.
Se supone que el proyecto de energía solar Ivanpah, de 2.200 millones de dólares, en el desierto de Mojave de California, generará más de un millón de megavatios-hora de electricidad cada año. Pero 15 meses después de su puesta en marcha, la planta produce sólo el 40% de esa cantidad, según datos del Departamento de Energía de EE.UU.
Una vez construida, los biólogos del gobierno estadounidense descubrieron que los espejos sobrecalentados de la planta estaban matando pájaros. En abril, los biólogos que trabajan para el estado estimaron que 3.500 aves murieron en Ivanpah en el lapso de un año, muchas de ellas quemadas vivas mientras volaban a través de una parte de la instalación solar donde la temperatura del aire puede alcanzar los 1.000 grados Fahrenheit.
... las plantas térmicas requieren hasta cuatro años para alcanzar un nivel operativo del 100%...
Datos geográficos relacionados con la instalación de energía solar Ivanpah en OpenStreetMap
