Solar Energy Generating Systems

Veduta aerea dei SEGS di Kramer Junction

Il Solar Energy Generating Systems, o SEGS era composto da nove centrali solari termodinamiche in California nel Deserto del Mojave dove si trova la più alta insolazione degli Stati Uniti. I SEGS I-II (44 MW) si trovano presso Daggett, i SEGS III-VII (150 MW) presso Kramer Junction e i SEGS VIII-IX (160 MW) presso Harper Lake. La gestione della struttura è affidata alla FPL Energy che ne è anche comproprietaria. Era stata avviata anche la costruzione della centrale SEGS X, e pianificata la costruzione delle centrali SEGS XI e SEGS XII, tutte da 80 MW cadauna, ma l'azienda costruttrice, Luz Industries, mancò di ottenere i necessari finanziamenti e fece bancarotta nel 1991-1992.[1] La produzione di SEGS II è cessata nel 2015, quella di SEGS I è cessata nel 2016. Nel 2019 è cessata la produzione di SEGS VI e VII. Nel 2020 è cessata la produzione di SEGS III, IV e V. Al 2025 sono rimasti in produzione le due unità maggiori SEGS VIII e IX, quelle da 80 MWe.

Caratteristiche tecniche

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La potenza totale dell'impianto era di 354 MWe (potenza nominale elettrica) rendendo, fino al 2014 (data di entrata in servizio della Centrale solare termodinamica di Ivanpah), i SEGS la maggiore struttura di centrali solari esistente al mondo. Dal 2007, la seconda era Nevada Solar One con 64 MWe, e dal 2008, la terza, era la centrale fotovoltaica di Olmedilla de Alarcón in Spagna, con 60 MWp (potenza nominale di picco). Il fattore di capacità è del 21%. In più le turbine degli impianti continuano la produzione di energia elettrica anche di notte attraverso la combustione di gas naturale. Attualmente la potenza in servizio totale dell'impianto è di 160 MWe.

La FPL Energy dichiara che la centrale solare sia in grado di sopperire al fabbisogno energetico di 232.500 abitazioni ed evitare immissione nell'atmosfera di 3.800 tonnellate di sostanze inquinanti ogni anno che si sarebbero prodotte con le centrali elettriche alimentate con combustibili fossili.

La struttura conta 936.384 specchi e ricopre una superficie di 6,5 km². Se posizionati in fila, gli specchi parabolici si estenderebbero per 370 km.

Funzionamento

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Veduta aerea ravvicinata: si notino alcuni eliostati infranti dalla forza del vento

La centrale sfrutta pannelli solari a concentrazione assieme al gas naturale per la produzione di elettricità. La luce del Sole fornisce il 90% dell'energia mentre il gas naturale viene sfruttato solo quando questa non è sufficiente per soddisfare le necessità della Southern California Edison, il distributore di energia elettrica per il sud della California. Attualmente lavorano 95 addetti a Kramer Junction e 45 presso Harper Lake.

Eliostati

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Il funzionamento dell'intera struttura dipende dagli specchi dalla forma parabolica, detti eliostati, capaci di riflettere il 94% della luce solare a differenza di un normale specchio che ne riflette solo il 70% circa. Essi seguono automaticamente il Sole durante la giornata. La manutenzione degli eliostati comprende ogni anno la sostituzione mediamente di 3.000 di essi e la loro pulizia periodica è completamente automatizzata.

Conduzione del calore

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Attraverso gli eliostati i raggi solari vengono riflessi sul tubo riempito di olio sintetico posizionato nel punto focale della parabola che raggiunge i 400 °C. La luminosità che si raggiunge infatti è dalle 71 alle 80 volte maggiore di quella normale. L'olio sintetico trasferisce poi il calore all'acqua che, bollendo, aziona le turbine a vapore secondo il ciclo di Rankine e genera energia elettrica. L'uso dell'olio, anziché dell'acqua, mantiene la pressione nell'impianto gestibile durante il trasferimento del calore.

Posizione geografica

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I SEGS furono commissionati tra il 1984 e il 1991 e costruiti dalla Luz Industries.

Dati storici e operativi degli impianti SEGS
Impianto Anno di
costruzione 		Località Potenza netta
delle turbine 		Superficie
Temperatura
dell'olio 		Produzione solare lorda
di elettricità (MWh)
(MW) (m²) (°C) 1996 media 1998–2002
SEGS I 1984 Daggett 14 82.960 307 19.900 16.500
SEGS II 1985 Daggett 30 165.376 316 36.000 32.500
SEGS III 1986 Kramer Jct. 30 230.300 349 64.170 68.555
SEGS IV 1986 Kramer Jct. 30 230.300 349 61.970 68.278
SEGS V 1987 Kramer Jct. 30 233.120 349 71.439 72.879
SEGS VI 1988 Kramer Jct. 30 188.000 391 71.409 67.758
SEGS VII 1988 Kramer Jct. 30 194.280 391 70.138 65.048
SEGS VIII 1989 Harper Lake 80 464.340 391 139.174 137.990
SEGS IX 1990 Harper Lake 80 483.960 391 141.916 125.036
Sources: Solargenix Energy,[2] KJC Operating Company, IEEE,[3] NREL[4]
SEGS produzione solare (MWh)
Anno SEGS I[5] SEGS II[6] SEGS III[7] SEGS IV[8] SEGS V[9] SEGS VI[10] SEGS VII[11] SEGS VIII[12] SEGS IX[13] Totale
1985 19.261 19.261
1986 22.510 25.085 47.595
1987 25.055 23.431 49.444 52.181 150.111
1988 16.927 38.914 61.475 64.762 62.858 244.936
1989 23.527 43.862 63.096 70.552 65.280 48.045 38.868 353.230
1990 21.491 39.156 69.410 74.661 72.449 62.690 57.661 114.996 5.974 518.488
1991 20.252 35.168 60.134 64.600 59.009 64.155 58.373 102.464 144.805 608.960
1992 17.938 32.481 48.702 51.007 55.383 47.087 46.940 109.361 129.558 538.457
1993 20.368 36.882 58.248 58.935 67.685 55.724 54.110 130.999 130.847 613.798
1994 20.194 36.566 56.892 57.795 66.255 56.908 53.251 134.578 137.915 620.354
1995 19.800 35.853 56.663 54.929 63.757 63.650 61.220 133.843 138.959 628.674
1996 19.879 35.995 64.170 61.970 71.439 71.409 70.138 139.174 141.916 676.090
1997 19.228 34.817 64.677 64.503 75.936 70.019 69.186 136.410 139.697 674.473
1998 18.686 33.836 70.598 71.635 75.229 67.358 67.651 137.905 119.732 662.630
1999 11.250 33.408 70.689 71.142 70.293 71.066 66.258 135.233 107.513 636.852
2000 17.235 31.207 65.994 63.457 73.810 68.543 64.195 140.079 128.315 652.835
2001 9.255 17.580 57.857 52.696 59.925 58.004 50.378 119.127 114.607 539.429
2002 11.381 16.009 51.131 59.169 65.741 58.964 54.463 120.884 113.824 551.566
2003 6.913 11.142 59.027 58.100 61.921 50.504 49.154 119.357 115.541 531.659
2004 8.421 14.582 64.413 62.006 67.717 53.618 50.479 124.089 123.605 568.930
2005 6.336 13.375 56.680 56.349 62.309 51.827 46.628 120.282 120.915 534.701
2006 5.559 7.547 51.721 52.439 53.471 45.076 42.050 117.451 117.310 492.624
2007 0 5.445 59.480 59.799 59.547 65.832 58.307 122.676 122.699 553.785
2008 10.705 28.040 69.012 69.338 69.316 67.156 65.185 135.492 150.362 664.606
2009 9.033 18.635 62.971 63.563 59.820 62.750 58.950 131.474 139.756 606.952
2010 10.648 22.829 60.029 63.084 54.328 63.576 58.836 155.933 163.899 653.162
2011 11.164 26.198 61.350 57.684 60.451 59.327 57.378 152.463 160.506 646.521
2012 11.666 25.126 56.877 62.414 62.877 56.082 54.147 145.247 164.203 638.639
2013 9.403 23.173 56.824 58.317 57.758 52.539 48.183 141.356 154.082 601.635
Totale 424.085 746.342 1.627.564 1.657.087 1.674.564 1.491.909 1.401.989 3.120.873 3.086.540 15.230.953

La centrale può anche utilizzare il gas naturale.

SEGS I-IX Produzione (MWh)
Anno Gas naturale Solare Totale
2001 300.721 539.429 840.150
2002 318.761 551.566 870.327
2003 233.388 531.659 765.047
2004 169.907 568.930 738.837
2005 87.163 534.701 621.864
2006 120.928 492.624 613.552
2007 111.918 553.785 665.703
2008 81.605 664.606 746.211
2009 233.685 606.952 840.637
2010 225.092 653.162 878.254
2011 242.063 646.521 888.584
2012 227.484 638.639 866.123
2013 74.803 601.635 676.438

Note

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  1. ^ Large Solar Energy Projects, su energy.ca.gov, California Energy Commission. URL consultato il 23 ottobre 2015 (archiviato dall'url originale il 17 novembre 2015).
  2. ^ Gilbert Cohen, Nevada First Solar Electric Generating System (PDF), in IEEE May Technical Meeting, Las Vegas, Nevada, Solargenix Energy, 2006, p. 10. URL consultato il 26 gennaio 2009 (archiviato dall'url originale il 18 marzo 2009).
  3. ^ D. Kearney, Solar Electric Generating Stations (SEGS), in IEEE Power Engineering Review, vol. 9, n. 8, IEEE, agosto 1989, pp. 4-8, DOI:10.1109/MPER.1989.4310850. URL consultato il 10 settembre 2008.
  4. ^ Hank Price, Parabolic trough technology overview (PDF), in Trough Technology - Algeria, NREL, 2002, p. 9. URL consultato il 26 gennaio 2009 (archiviato dall'url originale il 20 ottobre 2008).
  5. ^ EIA Electricity Data Browser SEGS I Plant code 10437
  6. ^ EIA Electricity Data Browser SEGS II Plant code 10438
  7. ^ EIA Electricity Data Browser SEGS III Plant code 10439
  8. ^ EIA Electricity Data Browser SEGS IV Plant code 10440
  9. ^ EIA Electricity Data Browser SEGS V Plant code 10441
  10. ^ EIA Electricity Data Browser SEGS VI Plant code 10442
  11. ^ EIA Electricity Data Browser SEGS VII Plant code 10443
  12. ^ EIA Electricity Data Browser SEGS VIII Plant code 10444
  13. ^ EIA Electricity Data Browser SEGS IX Plant code 10446

Altri progetti

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