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| イヴァンパ太陽光発電システム | |
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.jpg/500px-Ivanpah_Solar_Power_Facility_(1).jpg) 州間高速道路15号線からイヴァンパ施設の東側のボイラー塔を北に望む | |
| 国 | アメリカ合衆国 |
| 位置 | カリフォルニア州サンバーナーディーノ郡イヴァンパ近郊 |
| 座標 | 北緯35°34′ 西経115°28′ / 北緯35.57° 西経115.47° / 35.57; -115.47 |
| 状態 | 運用 |
| 建設が始まった | 2010年10月27日[1] |
| 委託日 | 2014年2月13日[2] [3] [1] |
| 建設費 | 22億ドル（2023年のドル換算で27億9000万ドル[4]） |
| オーナー | NRGエネルギー ブライトソースエネルギー |
| 従業員 | 60 [5] |
| 太陽光発電所 | |
| タイプ | ＣＳＰ |
| CSPテクノロジー | 太陽光発電タワー |
| コレクター | 173,500 |
| サイトリソース | 2,717 kWh/m 2 /年 |
| 火力発電所 | |
| 主燃料 | 太陽エネルギーと天然ガス |
| 敷地面積 | 3,500エーカー（1,420ヘクタール）[6] |
| 冷却源 | 空冷 |
| 電力購入契約 | >0.135ドル/kWh（推定）[7] |
| 発電 | |
| ユニット運用中 | 3 |
| メーカーとモデル | シーメンスSST-900 |
| 銘板容量 | ユニット1: 126MWユニット 2と3: 各133MW。 計画: 総出力440MW、建設: 総出力392MW、純出力377MW [6] |
| 容量係数 | 24.1%（2018年実績）/ 28.5%（計画） |
| 年間純生産量 | 856 GW·h |
| 外部リンク | |
| Webサイト | 翻訳元 |
| コモンズ | コモンズの関連メディア |
イヴァンパ太陽光発電システムは、モハーベ砂漠にある集光型太陽熱発電所です。カリフォルニア州クラーク山の麓、ネバダ州プリムの州境を越えたところにあります。この発電所の総発電容量は392 メガワット(MW)です。 [ 8]この発電所では173,500台のヘリオスタットが使用され 、各ヘリオスタットには2つの鏡があり、太陽エネルギーを3基の高さ459フィート(140メートル)の[9]太陽光発電塔にあるボイラーに集中させます。[8]このシステムの最初のユニットは、初期同期テストのために2013年9月に電力網に接続されました。 [10]この施設は2014年2月13日に正式にオープンしました。 [2] 2014年には世界最大の太陽熱発電所でした。[11] [12]
22億ドルの施設は、ブライトソース・エナジーとベクテルによって開発された。[13]このプロジェクトの最大の投資家はNRGエナジーで、3億ドルを拠出した。グーグルは1億6800万ドルを拠出した。[14]米国政府は16億ドルの融資保証を提供し、発電所は公有地に建設されている。[15] 2010年、このプロジェクトは砂漠ガメの生息地を乱さないように、当初の440MWの設計から縮小された。[16]
説明
アイバンパシステムは、米国南西部のカリフォルニア州とネバダ州の州境近くにある3,500エーカー（1,400ヘクタール）の公有地に建設された3つの太陽熱発電所で構成されています。[17]当初は4,000エーカー（1,600ヘクタール）の土地に総出力440MWの計画でしたが、その後12％ダウングレードされました。アイバンパは州間高速道路15号線の近く、カリフォルニア州アイバンパの北にあります。[18]この施設は、隣接するモハベ国立保護区、メスキート荒野、ステートライン荒野から見ることができます。[18]また、北東のプリムバレーリゾートエリアからも見ることができます。
ヘリオスタットミラーのフィールドは、集中型太陽光発電タワーに設置された受信機に太陽光を集中させます。受信機は蒸気を発生させ、特別に改造された蒸気タービンを駆動します。
最初の発電所では、123MWのシーメンスSST-900シングルケーシング再熱タービンを備えた、史上最大の完全太陽光発電式蒸気タービン発電機セットが発注された。[19]シーメンスは計装および制御システムも供給した。[20]発電所では、ブライトソース・エナジーの「Luz Power Tower 550」（LPT 550）技術[21]が使用され、蒸気を受熱器内で直接550℃に加熱する。[22]発電所には貯蔵庫はない。[23]
このプロジェクトの最終承認は2010年10月に下された。 [24] 2010年10月27日、カリフォルニア州知事、アーノルド・シュワルツェネッガー、内務長官ケン・サラザール、その他の要人がモハーベ砂漠に集まり、建設工事の起工式を行った。[8]
このプロジェクトの総費用は約21億8000万ドルで、[25]米国エネルギー省から16億ドルの融資保証を受けた。[26]この施設は、発電した電力の約3分の2をパシフィック・ガス・アンド・エレクトリック・カンパニー（PG&E）に、残りをサザン・カリフォルニア・エジソン（SCE）に販売する契約を結んだ。[27] [28] [21]
このプロジェクトへの最大の投資家は、ニュージャージー州プリンストンに本拠を置く発電会社NRG Energyで、 3億ドルを拠出した。[14]このプロジェクトは、 Googleからも1億6800万ドルの投資を受けた。[29]しかし、2011年11月、Googleは太陽光発電システムの価格が急激に下落したため、この施設への投資をやめると発表した。[30] [31] [14] 9000万ドルの資金がEB-5投資家移民プログラムを通じて提供され、この場合はCMB地域センターが管理した。[32]
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イヴァンパ太陽光発電施設オンライン -
イヴァンパの東の塔がオンラインになりました。ボイラーの両側の日光の反射に注目してください。 -
イヴァンパ太陽光発電施設の3つのタワーのうちの1つ -
露出を低くして撮影したボイラーのクローズアップ -
太陽光発電タワーがフル稼働 -
イヴァンパの衛星写真（中央）
化石燃料の消費
発電所は毎朝稼働を開始するために天然ガスを燃焼する。ウォールストリートジャーナル紙は「毎日日の出前に1時間分の天然ガスを燃焼させて蒸気を発生させる代わりに、イヴァンパではその4倍以上の量が必要である」と報じた。[33] 2014年8月27日、カリフォルニア州はイヴァンパの年間天然ガス消費量を、以前の承認済みの3億2800万立方フィート（930万m 3）から5億2500万立方フィート（1490万m 3）に増やすことを承認した。[34] 2014年、この発電所は868 × 109英熱量単位（254GWh）の天然ガスを燃焼し、46,084トンの二酸化炭素を排出した。これは、カリフォルニア州の発電所や工場が炭素排出量削減のための州のキャップアンドトレードプログラムに参加する必要がある汚染基準値のほぼ2倍である。[ 35 ]この燃料が複合サイクルガスタービン（CCGT）プラントで使用されていた場合、約124GWhの電気エネルギーが生成されていただろう。[36]この施設は、そのガスと太陽エネルギーを使用して、予想出力を大幅に下回る状態で稼働しながら、419GWhの電気エネルギー（参照されたCCGTプラントの3倍以上）を生産した。2015年には、施設の生産数は増加し、第1四半期は2014年の同時期と比較して170％増加した。[37]
この施設では、レンテックD型水管ボイラー3基と夜間保存ボイラー3基を使用している。カリフォルニア州エネルギー資源保全開発委員会は、それぞれ高さ130フィート（40メートル）、直径60インチ（1.5メートル）の煙突と、242,500立方フィート/時（6,870立方メートル/時）の燃料消費を承認した。 [ 38]
経済への影響
ブライトソースは、イヴァンパ施設は建設のピーク時に1,000人の雇用、86人の常勤雇用、合計30億ドルの経済効果を生み出すと見積もった。[27] [21]カリフォルニア州モハーベ砂漠のほとんどを代表するサンバーナーディーノ郡監督官に選出されたブラッド・ミッツェルフェルトは、「このプロジェクトは主にラスベガスで雇用を創出し、主にサンフランシスコで電力を生み出すだろう」と述べた。[39]
このプロジェクトは、米国エネルギー省から16億ドルの融資保証を受けた。[40] Synapse Energy Economicsによると、施設の建設コストは1kWあたり5,561ドルと見積もられており、これは石炭火力発電所と原子力発電所の中間にあたる。[41] [42]しかし、これは太陽光発電の設備利用率が低いことを考慮していない。
2014年11月、施設の投資家は連邦政府からの融資を賄うために5億3900万ドルの連邦補助金を申請した。[15]
パフォーマンス
契約上の電力供給実績は、1号機と3号機から年間640GWh、2号機から年間336GWh [37]であり、特に2014年の運転開始当初の数年間は生産量が急激に減少したが、2017年までに達成された。[43]
2014年11月、AP通信は、この施設が「予想年間生産量の約半分」しか生産していないと報じた。カリフォルニア州エネルギー委員会は、この原因を「雲、飛行機雲、天候」と非難する声明を発表した。[44] 2015年には、パフォーマンスは約650GWhに改善した。しかし、NRGエナジーは11月の四半期報告書で、イヴァンパは年間を通じてPG&Eに電力を供給するという契約上の義務を果たさない可能性が高いため、電力購入契約の不履行リスクが高まっていると述べた。[45] PG&Eは、ユニット1と3から年間640GWhを受け取る契約を結んでいたが、SCEはユニット2から336GWhを受け取ることになっていた。[37]価格は約200ドル/MWh（20セント/kWh）だった。[45] 2016年3月、PG&Eは、所有者から非公開の金額を受け取る代わりに、少なくとも4か月間は発電所を不履行と宣言しないことに同意した。[46]
2015年6月、ウォールストリートジャーナルは「米国エネルギー省のデータによると、稼働開始から15か月が経過した現在、この発電所は年間100万メガワット時以上の電力を生産すると見込まれているが、そのわずか40%しか生産していない」と報じた。[47] 2年目にはパフォーマンスが劇的に向上した。クリーンテクニカは、1号機と3号機に関して「2015年にPG&Eの顧客はイヴァンパの契約電力の約97%を受け取った。これは初年度に比べて大幅な改善だ」と報じた。[48]
2017年までに改善により、工場は契約の出力要件を満たすようになりました。[43]
蒸気プラントは総効率28.72%で設計されました。[6]この地域付近の局所的な日射量は約7.4 kWh/m 2 /日[49] [50]（年間平均）で、可視スペクトルでの総太陽エネルギーフローは年間2.717 MWh/m 2です。
ヘリオスタットミラー1枚の反射面は75.6平方フィート（7.02 m 2）で、[51]ヘリオスタット1台あたりの合計は151.2平方フィート（14.05 m 2）になります。このプラントのヘリオスタット反射面の合計は、173,500ヘリオスタット×14.05 m 2 /ヘリオスタット= 2,437,144 m 2になります。ミラーが常に太陽光線に対して垂直であれば、放射照度に基づいて、遮断される太陽エネルギーの流れは2.717 MWh/m 2 /年×2,437,144 m 2 = 6,621,720 MWh/年になります。 [52]
2016年5月の火災
2016年5月19日、位置ずれした鏡が太陽光を3号機の集電用に設計されていないタワーの階に反射し、小規模な火災が発生したと報告され、タワーは修理のために停止する必要があった。[53] 3つの発電ユニットのうちもう1つが定期メンテナンスのためにすでにオフラインになっていたため、発電所は設備の3分の1しか機能していなかった。[53] 3号機は2016年6月8日に運転を再開した。3つのユニットはすべて2016年6月20日までに運転を再開した。カリフォルニア州の太陽熱発電はその日、ピークの703MWに達した。[54]これは、2つのユニットがオフラインだった6月7日の452MWから増加した。[55]
受賞歴
2014年8月、イヴァンパはPower誌から「年間最優秀プラント」賞を受賞した。 [56] 2012年2月、イヴァンパはSolar Power Generation USAからCSP（集光型太陽光発電）プロジェクト・オブ・ザ・イヤーを受賞した。[57]
環境への影響
このプロジェクトは、生態学的に無傷の砂漠の生息地に建設するという決定により論争を巻き起こした。[58]イヴァンパ施設は、運用開始前に、年間40万トン以上の二酸化炭素排出量を削減すると推定されていた。ヘリオスタットの使用は土地の整地をそれほど必要としないため、一部の太陽光発電施設と比較して自然環境への影響を最小限に抑えるように設計された。[57]施設は、一部の陸生野生動物を寄せ付けないようにフェンスで囲まれていた。しかし、鳥はヘリオスタットのミラーに衝突したり、ミラーフィールドによって生成された太陽放射で燃えたりする危険に直面していた。[59] [60]
2012年、国立公園保護協会（NPCA）は、水に関する懸念、視覚資源へのダメージ、重要な砂漠の種への影響を指摘したプロジェクトに関する報告書を発表しました。砂漠の希少な水を節約するために、LPT 550は空冷を使用して蒸気を水に戻します。従来の湿式冷却と比較して、これにより水の使用量が90％削減されます。その後、水は密閉プロセスでボイラーに戻されます。[21]
もう一つの潜在的な問題は、飛行機のパイロットに対する鏡のグレアの影響です。[61]さらに、「電力塔の上部には、鏡面反射光の焦点を合わせる『受信ユニット』があります。動作中、これらの受信ユニットは非常に熱くなり、光って明るく見えます。...地上から高い位置にあるため、これらの光る受信ユニットは、I-15を利用する旅行者を含む多くのKOP [重要観測ポイント]にいる人々にとって目障りなものになります。」[18]
このプロジェクトに関するカリフォルニア州エネルギー資源保全開発委員会の開会概要によると、「プロジェクト自体は視覚的に印象的です。およそ 4,000 エーカー (1,600 ヘクタール) の土地をカバーし、その大部分は鏡のフィールドで覆われます。鏡の配列のパノラマの広がりは、砂漠の床の無傷の自然の特徴と強い質感のコントラストを呈し、およそ 459 フィート (140 メートル) の高さまで上昇します。その高さからさらに 10 ～ 15 フィート (3.0 ～ 4.6 メートル) 上には、連邦航空局(FAA) の要件を満たす照明が設置されます。」[18]
砂漠のカメ
イヴァンパ太陽光発電プロジェクトは、モハーベ砂漠中南部の公有地6平方マイル（16 km 2 ）に建設されました。 [62]プロジェクトの建設は、砂漠ガメへの影響が疑われたため、2011年春に一時中断されました。[63]米国魚類野生生物局（USFWS）が、このプロジェクトが絶滅危惧種の砂漠ガメを危険にさらす可能性は低いと判断したため、建設が再開されました。 [64]ブライトソースは、野生動物がこの地域に侵入しないようにフェンスも設置しました。[65] 2010年、このプロジェクトは、砂漠ガメの生息地に建設することを避けるため、当初の440MWの設計から縮小されました。[16]
この場所で発見された砂漠ガメの多くはモハーベ砂漠の他の場所に移された。しかし、環境保護論者は、移されたカメはストレスにより死亡する可能性が高いと懸念を示した。[66] [67]
鳥類
2013年9月のプラント試験中に、34羽の死んだ鳥がプラントで発見された。そのうち15羽は羽がひどく焼けており、ヘリオスタットミラーからの強力な放射線によって飛行中に焼けたため、プラントのスタッフはそれを「ストリーマー」と呼んでいた。[68 ] 2014年2月から6月まで、鳥の死骸の数を監視していた生物学者のチームは、合計290羽を報告した。[69]
2014年4月、USFWSは、2013年10月にイヴァンパでハヤブサ、メンフクロウ、キオビアメリカムシクイを含む141羽の鳥の死骸が収集されたと報告した。鳥の死骸のうち47羽は太陽光束によるものだった。[70] AP通信の報道によると、「イヴァンパは野生生物にとって『巨大な罠』の役割を果たす可能性がある。植物の明るい光が昆虫を引き寄せ、その昆虫が今度は昆虫を食べる鳥を引き寄せ、集中した光線で死んでいくのだ。」[71]鳥の死を軽減する戦略が検討され、鳥をその場所から遠ざけるための鳥用レーダーやLRADなどの実証済みの環境に安全な技術、水鳥が徘徊しないように池を覆うこと、植物の周囲の追加の土地を伐採して植物の魅力を低下させ、飛翔中の鳥からよりよく見えるようにすることなどが含まれていた。[68] [72] [73] [74]鳥の死の一部は、発電所がスタンバイモードにあり、鏡が塔の上に焦点を合わせていたときに発生しました。この問題は、焦点をより広く広げ、損傷を与える強度以下にすることで解決されました。[75]
2015年4月、ウォール・ストリート・ジャーナルは「州の生物学者は、1年間でイヴァンパで3,500羽の鳥が死んだと推定しており、その多くは気温が華氏1,000度（摂氏540度）に達する太陽光発電施設の一部を飛行中に生きたまま焼死した」と報じた。[76]
2015年後半、ブライトソースは、イヴァンパ太陽光発電所における鳥類とコウモリの死を初めて1年間監視した結果を発表した。同社は、カリフォルニア州野生生物局の監督下で行われた1年間の調査で、死骸のカウントの非効率性を考慮して上方修正した鳥類の死数は、イヴァンパ太陽光発電所による年間約3,500羽だったと報告した。イヴァンパ発電所は、鳥類の死をさらに減らすための措置を講じた。[77] [78]
鳥類の大量死に関する最初の報告は、当初の報告が表面化して以来、論争の的となっている。例えば、2014年9月、Renewable Energy Worldは「AP通信は、アイバンパで28,000羽の鳥が死んだという主張を、アメリカのあらゆる一面に掲載し、集光型太陽光発電（CSP）プラントに関する警戒感を広めたが、これは事実に基づくものではなく、ある反対者の憶測に基づいたものだった」と指摘した。[79] [80]
2016年9月、連邦生物学者は、施設の塔の周りで飛んでいる昆虫を追いかける鳥が衝突したり焼死したりして、毎年約6,000羽の鳥が死亡していると述べた。 [81]
イヴァンパーは2019年のドキュメンタリー『Planet of the Humans』で取り上げられました。
生産
Ivanpah Solar の発電量は次のとおりです (メガワット時、MWh )。
イヴァンパ1（総出力126MW）
イヴァンパ2（総出力133MW）
イヴァンパ3（総出力133MW）
イヴァンパ合計（総出力392MW）
イヴァンパは、その定格出力と想定される設備利用率に基づき、年間94万MWhの電力を生産するように設計されていると宣伝されていた。[85]稼働2年目に、イヴァンパの正味電力生産量653,122MWhは、この値の69.5％となり、初年度の44.6％から増加した。新しい火力発電所の稼働開始には、最初の送電網接続からフル生産まで、100％の稼働レベルに達するまでに最大4年かかる。[86]稼働7年目（2020年）の年間生産量は、宣伝値の91.1％であった。
イヴァンパの年間総生産量
化石燃料の使用
Ivanpah Solar のガス使用量は、報告されている通り、百万英国熱量単位(Btu) で表すと次のようになります。上のグラフと比較すると、1 MWh は約 340 万 Btu です。
イヴァンパ 1
イヴァンパ2
イヴァンパ3
イヴァンパ合計
NR = 報告なし
n/a = 利用不可
大衆文化では
イヴァンパ太陽光発電施設は、2010年のビデオゲーム「フォールアウト：ニューベガス」に登場するHELIOS One太陽光発電所の外観のインスピレーションとなった。[87]
この施設は、アメリカのロックバンド、ザ・フレイが2014年のアルバムに『Helios』というタイトルをつけるきっかけとなった。アルバムのアートワークは、この工場の航空写真で、『Love Don't Die』の歌詞ビデオにも使われている。
参照
さらに読む
- スティリングス、ジェイミー（2015）。 Ivanpah Solar (第 1 版)の進化。ゲッティンゲン: シュタイデル。ISBN 978-3-86930-913-2。
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火力発電所は 100% の稼働レベルまで立ち上げるのに最大 4 年かかります...
- ^ 「HELIOS Oneとエルドラドドライレイク」。The Lucky Thirty Kate。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、 Ivanpah Solar Power Facilityに関連するメディアがあります。
- 公式サイト
OpenStreetMapの Ivanpah 太陽光発電施設に関連する地理データ- Brightsource energyの公式ウェブサイト - 施設の所有者
- イヴァンパ太陽光発電システム 2019-06-15にWayback Machineでアーカイブ—プロジェクトに関するカリフォルニア州政府の情報