太陽エネルギー発電システム

太陽エネルギー発電システム
カリフォルニア州サンバーナーディーノ郡北部にある 354 MW SEGS 太陽光発電施設の一部。
地図
国アメリカ合衆国
位置モハーベ砂漠
座標北緯35度01分54秒 西経117度20分53秒 / 北緯35.0316°、西経117.348° / 35.0316; -117.348
状態運用
建設が始まった1983
委託日1984
所有者ネクストエラ・エネルギー・リソーシズ
太陽光発電所
タイプCSP
CSPテクノロジーパラボリックトラフ
コレクター936,384
サイトリソース2,725 kWh/m 2 /年
敷地面積1,600エーカー（647.5ヘクタール）
発電
ユニット運用中2
廃止されたユニット7
銘板容量160MW​
容量係数19.2%
年間純生産量539 GW·h (2015)
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太陽エネルギー発電システム（SEGS）は、米国カリフォルニア州にある集光型太陽光発電所です。3か所の別々の場所から合計354メガワット（MW）の発電能力を有し、2014年にさらに大規模なイバンパ施設が稼働するまで、30年間世界最大の太陽熱発電施設でした。また、2014年に太陽光発電のトパーズソーラーファームが稼働するまで、30年間世界最大の太陽光発電施設でもありました。カリフォルニア州モハーベ砂漠にある9つの太陽光発電所で構成されており、この地域は米国でも最も日射量が多い地域の一つです 。

SEGS I～II（44MW）はダゲット（北緯34°51′45″、西経116°49′45″）に位置していたが、現在は太陽光発電所に置き換えられている。 / 北緯34.86250度、西経116.82917度 / 34.86250; -116.82917

SEGS III-VII（150MW）はクレイマージャンクション（北緯35度00分43秒、西経117度33分32秒）に設置されましたが、5基のSEGSはすべて解体されました。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] / 北緯35.01194度、西経117.55889度 / 35.01194; -117.55889

SEGS VIII-IX（160MW）はハーパーレイク（北緯35度01分55秒、西経117度20分50秒）に位置している。[ 4 ]ネクストエラ・エナジー・リソーシズはクレイマー・ジャンクションにある発電所を運営・一部所有している。2018年1月26日、ハーパーレイクのSEGS VIIIおよびIXは再生可能エネルギー企業Terra-Gen, LLCに売却された。 / 北緯35.03194度、西経117.34722度 / 35.03194; -117.34722

10番目の発電所（SEGS X、80MW）が建設中であり、SEGS XIとSEGS XIIはLuz Industriesによって計画されていたが、開発者は建設資金を確保できなかったため、1992年に破産を申請した。[ 5 ] SEGS Xの敷地は後に太陽光発電所Lockhart Solar PV IIの建設許可を得た。[ 6 ]

火力発電所のほとんどは2021年までに廃止され、[ 7 ]同じ場所に太陽光発電所が建設されました。

工場の規模と運営

SEGS I-VIIが廃止され、太陽光発電システムに置き換えられる前、これらの発電所の正味設備容量は354MW（総設備容量は394MW）でした。定格出力は連続運転で、太陽光のみから供給される正味電力出力は約75MWeとなり、設備利用率は21%でした。さらに、タービンは夜間に天然ガスを燃焼させることで稼働させることができました。

ネクストエラは2009年に、太陽光発電所は232,500世帯（日中、ピーク電力時）に電力を供給し、石油などの化石燃料で電力を供給した場合に発生する年間3,800トンの汚染物質を排除できると主張した。[ 8 ]

施設には合計936,384枚の鏡が設置され、1,600エーカー（647.5ヘクタール）以上の敷地をカバーしていました。放物面鏡を並べると、総延長は369キロメートル（229マイル）以上にもなります。

コストの例として、2002年には30MWのクレイマージャンクション発電所の1つを建設するのに9000万ドルかかり、その運営・維持費は年間約300万ドル（1キロワット時あたり4.6セント）でした。[ 9 ]

動作原理

パラボラトラフコレクターのスケッチ

この施設は、パラボリックトラフと太陽熱発電技術、そして天然ガスを用いて発電を行っています。発電量の約90%は太陽光で賄われます。天然ガスは、南カリフォルニアの電力供給会社であるサザンカリフォルニアエジソンの需要を満たすのに太陽光発電だけでは不十分な場合にのみ使用されます。 [ 10 ]

ミラー

パラボラミラーはクォーターパイプのような形状をしています。太陽光はガラスパネルに照射されますが、反射率は94%です。これは、一般的な鏡の反射率が70%であるのに対し、この鏡は一日中自動的に太陽を追尾します。鏡の破損の最大の原因は風であり、毎年3,000枚の鏡が交換されています。強風時には、オペレーターが鏡を回転させて保護することができます。パラボラ反射パネルは自動洗浄装置によって定期的に洗浄されます。「フィールドエリア」とは、実際の集光エリアを指します。

熱伝達

太陽光は鏡で反射し、合成油で満たされた中央の管に導かれます。中央の管は400℃（750℉）以上に加熱されます。中央の管に集光された反射光は、通常の太陽光の71～80倍の強度を持ちます。合成油は熱を水に伝え、水は沸騰してランキンサイクルの蒸気タービンを駆動し[ 11 ]、発電します。水の代わりに合成油が熱を運ぶことで、圧力を制御可能な範囲内に維持します。

個々の場所

SEGS発電所はLuz Industriesによって建設され、[ 11 ] [ 12 ] 1984年12月20日から1990年10月1日まで稼働しました。[ 13 ] 1991年にLuz Industriesが倒産した後、発電所は個別のプロジェクトとして様々な投資家グループに売却され、さらに3つの発電所を含む拡張は中止されました。[ 5 ]

Kramer Junction では約 95 名の従業員が働いており、そのうち 45 名が Harper Lake で働いています。

SEGSプラントの歴史と運用データ（1985～1990年）
植物 建造 年位置 タービン容量 フィールドエリア 油温 太陽光発電総発電量（MWh）
ネット（MW） 総量（MW） （平方メートル） （℃） 1985 1986 1987 1988 1989 1990
SEGS I1984ダゲット141482,96030719,26122,51025,05516,92723,52721,491
SEGS II1985ダゲット3033190,33831625,08523,43138,91443,86239,156
SEGS III1986クレイマージャンクション3033230,30034949,44461,47563,09669,410
SEGS IV1986クレイマージャンクション3033230,30034952,18164,76270,55274,661
SEGS V1987クレイマージャンクション3033250,50034962,85865,28072,449
SEGS VI1988クレイマージャンクション303518万800039048,04562,690
SEGS VII1988クレイマージャンクション3035194,28039038,86857,661
第8節1989ハーパーレイク8089464,340390114,996
セグメントIX1990ハーパーレイク8089483,9603905,974
合計3543942,314,97819,26147,595150,111244,937353,230518,487
出典：Solargenix Energy、[ 14 ] KJC Operating Company、[ 15 ] IEEE、[ 16 ] NREL [ 17 ] [ 18 ]
SEGSプラントの歴史と運用データ（1991～2002年）
太陽光発電総発電量（MWh）
植物 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 1998～2002年の平均 合計
SEGS I20,25217,93820,36820,19419,80019,87919,22818,68611,25017,23517,94717,40216,500 348,950
SEGS II35,16832,48136,88236,56635,85335,99534,81733,83633,40831,20732,49731,51132,500 571,696
SEGS III60,13448,70258,24856,89256,66364,17064,67770,59870,68965,99469,36966,12568,555 995,686
SEGS IV64,60051,00758,93557,79554,92961,97064,50371,63571,14263,45764,84270,31368,278 1,017,283
SEGS V59,00955,38367,68566,25563,75771,43975,93675,22970,29373,81071,82673,23572,879 1,014,444
SEGS VI64,15547,08755,72456,90863,65071,40970,01967,35871,06668,54367,33964,48367,758 878,476
SEGS VII58,37346,94054,11053,25161,22070,13869,18667,65166,25864,19564,21062,19665,048 834,986
第8節102,464109,361130,999134,578133,843139,174136,410137,905135,233140,079137,754138,977137,990 1,691,773
セグメントIX144,805129,558130,847137,915138,959141,916139,697119,732107,513128,315132,051137,570125,036 1,594,852
合計608,960538,458613,798620,358628,674676,091674,473662,631636,851652,835657,834662,542654,539 8,967,123
出典：Solargenix Energy、[ 14 ] KJC Operating Company、[ 15 ] IEEE、[ 16 ] NREL [ 17 ] [ 18 ]
SEGSプラントの歴史と運用データ（2003～2014年）
太陽光発電による純電力生産量（MWh）
植物 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2003～2014年の平均 合計
SEGS I6,9138,4216,3365,559010,7059,03310,64811,16411,6669,4038,5838,203 98,431
SEGS II11,14214,58213,3757,5475,44528,04018,63522,82926,19825,12623,1737,61116,975 203,703
SEGS III59,02764,41356,68051,72159,48069,01262,97160,02961,35056,87756,82454,40759,399 712,791
SEGS IV58,10062,00656,34952,43959,79969,33863,56363,08457,68462,41458,31754,32159,785 717,414
SEGS V61,92167,71762,30953,47159,54769,31659,82054,32860,45162,87757,75856,35460,489 725,869
SEGS VI50,50453,61851,82745,07665,83267,15662,75063,57659,32756,08252,53950,54756,570 678,834
SEGS VII49,15450,47946,62842,05058,30765,18558,95058,83657,37854,14748,18346,76253,005 636,059
第8節119,357124,089120,282117,451122,676135,492131,474155,933152,463145,247141,356145,525134,279 1,611,345
セグメントIX115,541123,605120,915117,310122,699150,362139,756163,899160,506164,203154,082147,883140,063 1,680,761
合計531,659568,930534,701492,624553,785664,606606,952653,162646,521638,639601,635571,993588,767 7,065,207
SEGSプラントの履歴と運用データ（2015～2021年）
太陽光発電による純電力生産量（MWh）
植物 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 合計 1985～2021年の 合計
SEGS I [ 19 ]12,56212月（PV）（PV） （PV） （PV） （PV）12,562 459,943
SEGS II [ 20 ]12月12月（PV）（PV） （PV） （PV） （PV）0 775,399
SEGS III [ 21 ]52,07346,58244,11543,849 38,242 0 12月224,861 1,933,518
SEGS IV [ 22 ]53,11749,03443,18244,406 41,865 0 12月231,604 1,969,301
SEGS V [ 23 ]52,64650,14243,93447,383 41,424 0 12月235,529 1,975,842
SEGS VI [ 24 ]46,93740,92336,38034,262 0 0 12月158,502 1,715,812
第7節[ 25 ]37,77130,48032,60127,956 0 0 12月128,808 1,599,852
第8節[ 26 ]138,149140,849123,451132,871 120,530 114,557 81,699852,106 4,189,538
SEGS IX [ 27 ]145,863142,867131,268137,564 124,375 122,045 116,013919,995 4,161,294
合計539,118500,877454,931468,291 366,254 236,602 197,7122,754,405 18,780,499
2017年から、SEGS IはPVシステムSunray 2に、SEGS IIはPVシステムSunray 3に 置き換えられました。

ハーパーレイク

2014年にイヴァンパ太陽光発電施設が稼働する まで、北緯35°01′55″、西経117°20′50″に位置するSEGS VIIIとSEGS IXは、個別でも全体でも世界最大の太陽熱発電所だった。[ 28 ]これらはSEGSの9つの発電所の中で最後で最大かつ最新鋭のもので、規模の経済を生かすよう設計された。同じ地域にあった10番目の発電所の建設は、ルス・インダストリーズの倒産により中止された。承認された11番目と12番目の発電所の建設は、決して開始されなかった。計画されていた3つの発電所は、それぞれ80MWの設備容量を持つはずだった。[ 29 ]アベンゴア・ソーラーは最近、SEGS VIIIとSEGS IXの発電所に隣接して280MWのモハベ太陽光発電プロジェクト（MSP）を 建設した。 [ 30 / 北緯35.031815°、西経117.347270° / 35.031815; -117.347270 （SEGS VIIIおよびIX）

2020年2月以降、SEGS VIIIは天然ガスの燃焼を停止しました。最終生産月は2021年10月でした。SEGS IXは2020年10月以降、2021年1月を除き天然ガスの燃焼を停止しました。

クレイマージャンクション

クレイマー ジャンクション サイトの反射鏡は西の空に面しており、夕方の太陽光を吸収管に集光します。吸収管は写真では明るい白い点として部分的に見えます。

この場所（北緯35度00分48秒、西経117度33分38秒）は、年間平均340日もの晴天に恵まれ、太陽光発電に最適な場所です。平均直達日射量（DNR）は7.44  kWh /m² /日（310 W/m² ）で、[ 15 ]国内でも屈指の高日射量です。この場所には、2019年に廃止されたSEGS II-VIIが設置されていました。2021年には、Resurgence Iと呼ばれる新しい太陽光発電アレイに置き換えられる予定です。[ 2 ] [ 3 ] / 北緯35.013218°、西経117.560531° / 35.013218; -117.560531 （SEGS III～VII）

ダゲット

SEGS I および II は、北緯 34°51′47″、西経 116°49′37″に位置し、Cogentrix Energy (カーライル・グループ) が所有していました。[ 31 ] SEGS II は 2014 年に閉鎖され、13.8 MW の太陽光発電システムの Sunray 3 (EIA プラント コード 10438) に置き換えられました。SEGS I は 1 年後には閉鎖され、20 MW の太陽光発電システムの Sunray 2 (EIA プラント コード 10437) に置き換えられました。[ 32 ] [ 33 ] EIA のデータによると、Sunray 2 と Sunray 3 は 2017 年に生産を開始しました。 / 北緯34.8631度、西経116.827度 / 34.8631; -116.827 （SEGS I と II）

事故や事件

1999年2月、 SEGS I（ダゲット）太陽光発電所で90万米ガロン（3,400 m 3）の鉱油貯蔵タンクが爆発し、炎と煙が空高く舞い上がった。当局は、硫酸と水酸化ナトリウムを貯蔵していた隣接する2つのタンクへの炎の拡散防止に努めた。爆発現場周辺の0.5平方マイル（1.3 km 2 ）の地域から避難指示が出された。[ 34 ]

参照

参考文献

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  2. ^ a b「Valley Clean Energyが大規模な太陽光発電・蓄電契約を締結」。
  3. ^ a b「Resurgence Solar I & II 土地利用サービス部門計画委員会スタッフレポート」（PDF）。
  4. ^エネルギーブログ: パラボリックトラフ太陽光発電について
  5. ^ a b「大規模太陽エネルギープロジェクト」カリフォルニア州エネルギー委員会。2016年7月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年7月14日閲覧。
  6. ^ "「2021-07-14 ロックハートソーラーPV II NOP」（PDF）。
  7. ^ Cheah, Cindy (2021年9月21日). 「世界最長稼働の太陽熱発電施設、その容量の大半を廃止へ - Today in Energy - 米国エネルギー情報局（EIA）」 www.eia.gov 。2021年9月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。
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  21. ^ EIA電力データブラウザ - SEGS III
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  31. ^ SUNRAY/SEGS 2013年5月16日アーカイブ、 Wayback Machine
  32. ^カリフォルニア州の太陽エネルギー統計とデータ
  33. ^太陽光発電施設の許可が承認されました。 2017年2月13日、 Wayback Machineにアーカイブされています。
  34. 砂漠の太陽光発電所の貯蔵タンクが爆発、周辺地域が避難
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