| テルモソラー・ボルヘス | |
|---|---|
| 正式名称 | ボルヘス・テルモソラー |
| 国 | スペイン |
| 位置 | レ・ボルヘス・ブランケス、リェイダ |
| 座標 | 北緯41°31′41″ 東経0°48′22″ / 北緯41.528° 東経0.806° / 41.528; 0.806 |
| 状態 | 運用 |
| 建設が始まった | 2011年3月 （2011年3月） |
| 委託日 | 2012年12月 （2012年12月） |
| 建設費 | 1億5300万ユーロ |
| オーナー | アバンティア・グループ(47.5%) コムサ・リノバブルズ (47.5%) カタルーニャ・エネルギー研究所 (5%) [1] |
| 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 |
| 火力発電所 | |
| 主燃料 | バイオマス |
| 二次燃料 | 天然ガス |
| 敷地面積 | 39ヘクタール（96エーカー） |
| 熱容量 | 58MW太陽光発電 102MWすべて |
| 発電 | |
| ユニット運用中 | 2688 |
| メーカーとモデル | マンSE |
| 銘板容量 | 22.5MW |
| 年間純生産量 | 98 GW·h |
テルモソーラー・ボルヘス（別名：ボルヘス・テルモソーラー）は、スペインの送電網に電力を供給するハイブリッドバイオマス・パラボリックトラフ型太陽熱発電所です。バルセロナの西約100キロメートル（62マイル）、リェイダの南東約10キロメートル（6.2マイル） 、スペイン、カタルーニャ州レス・ボルヘス・ブランケス近郊に位置しています。
この発電所はスペインで建設された最北の集光型太陽光発電所である。 [2]
建設は2011年2月に始まり、発電所は2012年12月に稼働を開始した。[3]建設段階に応じて150人から450人の人員が必要であった。[4]商業規模では、このプラントは、太陽光発電を統合する2つのバイオマスバーナーを備えた太陽熱パラボリックトラフプラントである最初のものである。この施設は、Abantia GroupとCOMSA EMTEによって開発された。所有者は、Abantia Group（47.5％）、COMSA RENOVABLES（47.5％）、およびInstitut Català d'Energia（5％）の合弁企業であるBorges Blanquesである。[1] この施設には1億5,300万ユーロが投資された。プラントの運用には40人が雇用され、25年の寿命期間中、バイオマスの抽出と輸送に約50人の間接雇用が従事する。
この発電所の正味出力は22.5 メガワット（MW）である。[5]
この施設は、太陽光発電とバイオマス発電を組み合わせたシステムで、日照時間外でも24時間365日、再生可能エネルギーによる継続的な電力生産を可能にします。太陽光発電が十分な場合、発電所のピーク出力は22.5MW eとなります。夜間にバイオマス発電のみが利用可能な場合、発電所の発電出力は12MW eとなります。
この施設は70ヘクタール（173エーカー）の敷地にあります。
歴史
スペイン王令661/2007 [6]の公布以来、太陽熱発電所の開発が検討され、複数のプロジェクトが建設・稼働を開始しました。これらの集光型太陽熱発電（CSP）発電所は、多様な反射鏡を用いて太陽エネルギーを高温熱に変換することで発電します。この熱は、蒸気タービンを用いた従来型の発電システムで発電に利用されます。現在、CSP発電所の稼働時間延長のため、熱エネルギーを蓄える様々なCSP技術の研究が進められています。テルモソーラー・ボルヘス発電所は、異なるアプローチを採用しています。それは、CSP発電所とバイオマス燃料ボイラーのハイブリッド化です。また、緊急時のバックアップとして天然ガスバーナーも備えています。このソリューションにより、発電量の増加、熱システムの運転安定性の向上、そして発電所の再生可能エネルギー出力の向上が実現します。さらに、太陽光発電プロジェクトや発電所の多くは、日中エネルギーの供給量増加と冬季の日射量増加を考慮して、スペイン南部で開発されています。ハイブリッド化技術は、スペイン北部における冬季の太陽光発電量の低下を補っています。 CSPプラントとバイオマスのハイブリッド化により、この技術をスペイン北部の地域に拡大することができ、CSPプラントに複数の再生可能エネルギー源を利用できるようになります。[7]
設計と仕様
太陽熱発電プラントは主に4つのブロックで構成されています。(1) 太陽熱フィールド、(2) 熱ブロック、(3) 電気ブロック、(4) プラントの残りの部分です。このプラントは24時間体制で継続的に電力を生産します。
太陽フィールド
ソーラーフィールド（SF）は、トラフ型の鏡面反射鏡で構成され、太陽光を集光管に集め、集熱流体を封入した受熱管に熱を供給します。受熱流体は加熱され、蒸気を生成します。SFは、直径5.5メートル（18フィート1インチ）、長さ12メートル（39フィート4インチ）の集熱器2,688個（224個のループまたはSCA）で構成され、鏡と受熱器を含めてシーメンス社によって実現されました。 [8]熱は熱媒油ループによって伝達されます。
サーマルブロック
本発電所は、22MWのバイオマス・天然ガス兼用ボイラー（BM-NG）2基、補助用の6MWの従来型天然ガス補助ボイラー（auxNG）1基、および蒸気発生器（SG）で構成されています。BMはSF熱油ループに直列に接続されています。ガス燃焼は、出力調整およびバックアップを目的としています。
電気ブロック
22.5MWの蒸気タービン発電機列と電力変圧器で構成されています。タービン発電機列は、高圧タービン（HPT）1基と低圧タービン（LPT）1基で構成されています。電気ブロックは蒸気タービンの熱エネルギーを機械エネルギーに変換し、その後発電機がそれを電気に変換します。
植物のバランス
それは、シュレッダーやバイオマス貯蔵システム、制御システムなどの補助システムです。
この発電所は、熱油ループを備えたパラボリックトラフシステムと、直列に接続された22MWのバイオマス・天然ガス複合燃焼ユニット2基で構成されています。タービンの全負荷効率は37%です。この発電所は24時間連続運転で電力を生産します。バックアップとしてガス燃焼も利用可能です。蒸気はMAN Diesel & Turbo SEターボ発電機トレインに供給されます。年間24,500トンの カーボンオフセットとなります。
オペレーション
従来の太陽光発電施設では、あらゆる気象条件下での継続的な稼働を確保するために高価なエネルギー貯蔵技術を採用する必要がありましたが、バイオマスハイブリッド構成ではその必要性がなくなりました。太陽光発電に必要な直射日光が不足しているときは、施設のバイオマス発電能力が稼働し、太陽が照っていない夜間でも継続的に電力を生産できます。
SFパラボリックトラフは太陽エネルギーを吸収し、サーマルオイルを400℃（752℉）まで加熱します。蒸気発生器（SG）では、サーマルオイルから40バール（580psi）の飽和蒸気が発生し、デュアルバイオマスボイラーがこの蒸気を520℃（968℉）まで過熱します。太陽光発電システムが稼働していないとき（夜間または日照不足のとき）、最大のバイオマスボイラーがサーマルオイルを400℃（752℉）まで加熱します。加熱された熱は発電所ブロックへと送られます。2つ目のバイオマスボイラーは、サーマルオイルの400℃（752℉）の限界を超え、生成された蒸気を加熱します。
施設のバイオマス部門では、木材と林業廃棄物を主な原料として利用します。ただし、エネルギー作物や農業残渣も燃料として一部利用することができます。計画されているバイオマスの投入量は、湿度45%で年間約85,000トンで、カタルーニャ州の広大な地域から収集されます。この地域は、工場から半径約80キロメートルの森林に由来します。
夜間または完全に曇りの日（放射のない期間が長い）には、ボイラーの燃料はバイオマスとなります。バイオマスボイラーの総出力は36MWです。この出力レベルをボイラーに選択したのは、夜間に稼働するタービンの作業量の少なくとも50%を達成できるようにするためです。このレベルを下回ると、タービンの効率は急激に低下します。INTEC Energy Solutions [9]の格子型バイオマスボイラーは、主に以下の要素で構成されています。
- バイオマス供給システム
- バイオマス炉
- 天然ガスバーナーセット
- 熱回収システム（熱交換器）
デュアルボイラーの機能は2つあり、気象条件に応じてバイオマスまたは天然ガスを燃料として使用できます。
総電力の約 2.5 MW はバイオマスの粉砕と保管に使用されます。
ハイブリッドCSPプラントには、補助として小型蒸気ボイラーが設置されています。このボイラーの蒸気発生能力は、施設の特定のニーズを満たすため、15バール（220psi）で毎時3トンを超える能力を備えています。
電力はMAN Diesel & Turbo社のMARC-R高圧蒸気タービンを使用して生産される。MARC-Rは、MARC-2背圧タービンとMARC-6凝縮器タービンから構成される2つのケーシングを備えた暫定加熱タービンであり、MARC（モジュラー配置コンセプト）の一部となっている。 [10] [11] MARC-2タービンは4〜10MWの出力範囲で動作し、最大90バール（1,300psi）、最大520°C（968°F）の蒸気入口を受け入れる。MARC-6タービンは15〜40MWの出力範囲で動作し、最大121バール（1,750psi）、最大530°C（986°F）の蒸気入口を受け入れる。[12]背圧タービンは、他の場所でのプロセス加熱または他のタービンへの供給として使用するために、加圧配管システムに蒸気を排出する。例えば、タービンは40バール（580psi）の蒸気を受け取り、7バール（100psi）のシステムに排出します。復水器タービンの排出口は表面復水器に接続されており、タービンを通過する圧力降下範囲を広げることで、より多くの電力を抽出します。排出圧力は真空です。MARC-Rグループの全負荷効率は37%です。
年間推定発電量は、太陽光発電で44.1GW・h、バイオマス発電で47.3GW・h、補助天然ガスで10.2GW・hです。総発電量は101.5GW・h（グロス）、98GW・h（ネット）です。本施設は、太陽光発電とバイオマス発電を組み合わせることで、継続的な電力生産を可能にしています。
ハイブリッド化モデルは継続的な発電を可能にし、時間帯、天候、季節に応じて多様な発電方法を実現します。この設備は、規制で定められたバイオマス燃焼の割当量を超えないよう、夏の夜間のみ発電を停止します。日射量が少ない時間帯や夜間には、主に森林やバイオマスエネルギー作物から供給されるバイオマスバーナーによってエネルギー生産が補完されます。天然ガスは、余剰の供給源としてのみ使用されます。[4]
環境への影響
CSPとバイオマスのハイブリッドは、一日中発電が必要な場所において、熱エネルギー貯蔵の代替として、また産業プロセスや発電のためのディスパッチ可能なエネルギー供給を確保する上で、潜在能力を秘めています。ハイブリッド化により、CSTプラントのコストの大部分を占めるタービンと発電機のコンポーネントをより有効に活用することで、CSTコストを削減できます。また、バイオマスの利用は地域経済に経済効果と雇用創出をもたらします。Termosolar Borgesは、農業と園芸が盛んな地域に位置しており、バイオマス資源の供給源として、また良質な太陽光発電資源も備えています。
この発電所の発電能力はスペインの約27,000世帯に環境に優しい電力を供給するのに十分であり、24,500トンのCO2排出を削減します。 [ 7]
この種のハイブリッドプラントにより、太陽放射は少ないがバイオマス資源が近くに利用できる地域に集光型太陽光発電を展開することが可能になります。
2010年、ポプラを用いたバイオマス発電の実現可能性を調査することを目的としたパイロットプロジェクトが開始されました。3種類のポプラのクローンが植林地で栽培され、そのうち1種類はバイオマスボイラー（熱源）によるエネルギー回収に適していることが実証されました。COMSAメディオ・アンビエンテのエンジニアリング・テクノロジー・発電部門ディレクター、アルバート・ソレ氏は、ポプラを用いてこのプラントのバイオマス発電を行う意向を表明しました。
一部のセクターはエネルギー作物の利用に異議を唱えています。グリーンピースのような環境団体は、バイオマス生産のあらゆるシステムを支持しているわけではありません。むしろ、エネルギー作物のための最小限の土地を確保するために、非常に限定的な利用を行うことを提案しています。オックスファムも持続不可能なバイオ燃料を支持していないNGOの一つであり、NGOのトランスポート・アンド・エンバイロメントは、森林伐採の増加と食料価格への圧力増大を伴うため、バイオ燃料は悪質であると考えています。
欧州連合加盟国は、エネルギー作物由来のバイオマスの割合について合意に至っていない。現在の割合は5％であり、リトアニアなど一部の国は7％への引き上げを提案している一方、スウェーデンやフィンランドなどはかなり低い割合を要求している。[13]
参照
参考文献
- ^ ab "レス・ボルヘス中央太陽電池バイオマサ公式就任式".エネルギアス・リノバブルズ。 2013 年 9 月 2 日。2014 年2 月 18 日に取得。
- ^ 「世界初のハイブリッドCSP-バイオマス発電所が稼働開始」CSP World . 2012年12月13日. 2012年12月31日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年2月18日閲覧。
- ^ 「世界初のハイブリッドCSP-バイオマス発電所が稼働開始」CSP Today、2013年1月2日。2013年1月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年2月18日閲覧。
- ^ ab 「リェイダに世界初の太陽光発電とバイオマス発電を組み合わせた発電所が開設」Interempresas.net 2013年7月31日. 2014年2月18日閲覧。
- ^ Morell, David (2012). 「CSP BORGES 世界初のバイオマスハイブリッドCSPプラント」CSP Today . FC Business Intelligence Limited.
- ^ “Real Decreto 661/2007, de May 25, por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica en regimen especial”.ボレティン・オフィシアル・デル・エスタード。アジェンシア・エスタタル・ボレティン・オフィシアル・デル・エスタード。 2007 年 5 月 26 日。2014 年2 月 18 日に取得。
- ^ ab "Termosolar Borges: バイオマスを使用した熱太陽ハイブリッドプラント" (PDF)。A. コット、A. アメレル、J. ヴァル＝ロベラ、J. アギロ、J.M. アルケ。アルカン。 2010。2014年 2 月 22 日のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2014 年2 月 18 日に取得。
- ^ 「シーメンス、スペイン・カタルーニャ州のハイブリッドCSPプラント向け太陽光発電フィールドを供給」シーメンス、2011年9月21日。 2014年2月18日閲覧。
- ^ 「INTEC at ACHEMA 2012」（PDF） MesseKompakt.de、2012年。 2014年2月18日閲覧。
- ^ 「スペインでバイオマス・ソーラーハイブリッド発電所が稼働開始」Erin Voegele . Biomass Magazine. 2013年1月22日. 2014年2月18日閲覧。
- ^ 「バイオマス・ソーラーハイブリッド発電所が稼働開始」『バイオマスマガジン』2013年3月4日。 2014年2月18日閲覧。
- ^ 「最大40MWの発電用蒸気タービン」MAN Diesel & Turbo . 2014年2月18日閲覧。
- ^ 「バイオマス利用のためのポプラ植林プロジェクトの成果が、その実現可能性に青信号」www.energynews.es . EnergyNews Todo Energia. 2013年12月26日. 2014年2月18日閲覧。[永久リンク切れ]
