Кіріспе
Калифорнияның Мохаве шөліндегі концентрленген күн энергиясы станциясы. Күн энергиясын өндіру жүйелері (SEGS) – АҚШ-тың Калифорния штатындағы концентрленген күн энергиясы станциясы. Үш жеке орналасқан жердегі 354 мегаватт (МВт) жиынтық қуатымен, 2014 жылы одан да ірі Иванпах станциясы іске қосылғанға дейін ол әлемдегі екінші ірі күн жылу энергиясын өндіретін объекті болып келді. Бұл жоба Калифорнияның Мохаве шөлінде орналасқан тоғыз күн электр станциясынан тұрады, онда күн сәулесінің қарқындылығы АҚШ-тағы ең жоғары деңгейлердің біріне жатады. SEGS I–II (44 МВт) Даггетте орналасқан; олар күн фотоэлектрлік фермасымен алмастырылды. SEGS III–VII (150 МВт) Креймер тұйығында орнатылды; барлық бес SEGS демонтаждалды. NextEra Energy Resources компаниясы Креймер тұйығында орналасқан станцияларды басқарады және ішінара иеленеді. 2018 жылдың 26 қаңтарында Харпер көліндегі SEGS VIII және IX жаңартылатын энергия компаниясы Terra Gen, LLC-ге сатылды. Ондық станция (SEGS X, 80 МВт) құрылыс кезеңінде болды, ал SEGS XI және SEGS XII станцияларын Luz Industries компаниясы жоспарлаған, бірақ 1992 жылы құрылысқа қажетті қаржыны таба алмағандықтан, компания банкротқа ұшырады. SEGS X орнында кейіннен Lockhart Solar PV II күн фотоэлектрлік фермасына лицензия берілді. 2021 жылға дейін жылу станцияларының көп бөлігі тоқтатылды және сол жерлерде фотоэлектрлік станциялар салынды.
Solar Energy Generating Systems (SEGS) is a concentrated solar power plant in California, United States. With the combined capacity from three separate locations at 354 megawatt (MW), it was once the world's second largest solar thermal energy generating facility, until the commissioning of the even larger Ivanpah facility in 2014. It consisted of nine solar power plants in California's Mojave Desert, where insolation is among the best available in the United States. SEGS I–II (44 MW) were located at Daggett ; they have been replaced with a solar photovoltaic farm. SEGS III–VII (150 MW) were installed at Kramer Junction ; all five SEGS have undergone demolition. NextEra Energy Resources operates and partially owns the plants located at Kramer Junction. On January 26, 2018, the SEGS VIII and IX at Harper Lake were sold to renewable energy company Terra Gen, LLC. A tenth plant (SEGS X, 80 MW) had been in construction and SEGS XI and SEGS XII had been planned by Luz Industries, but the developer filed for bankruptcy in 1992, because it was unable to secure construction financing. The site of SEGS X was later licensed for a solar photovoltaic farm, Lockhart Solar PV II. Most of the thermal facilities were retired by 2021, and photovoltaics were built on the same sites.
Зауыттың көлемі мен жұмысы
СЭС I VII тоқтатылып, күн фотоэлектрлік қондырғылармен алмастырылғанға дейін, электр станцияларының таза қуаты 354 МВт (жалпы қуаты 394 МВт) құрады. Тұрақты түрде жұмыс істейтін және тек күн энергиясынан 75 МВт-қа жуық электр қуатын беретін, бұл 21% қуат коэффициентіне тең еді. Бұған қоса, турбиналар табиғи газды жағу арқылы түнгі уақытта да пайдаланылуы мүмкін болды. NextEra компаниясы 2009 жылы күн электр станцияларының 232 500 үйді қуатпен қамтамасыз ете алатынын (күндіз, ең жоғары қуат деңгейінде) және мұнай сияқты қазылған отынмен электр энергиясы қамтамасыз етілген жағдайда туындаған 3800 тонна ластанудың алдын алуға болатынын мәлімдеді. Мұндағы жалпы айна саны – 936 384, ал олардың жабатын ауданы өте кең. Егер параболалық айналарды тізбектеп қойса, олардың ұзындығы 369 км (229 миль) болар еді. Мысал ретінде, 2002 жылы 30 МВт қуаты бар Крамер-Джанкшен электр станциясын салуға 90 миллион доллар жұмсалды, ал оның жылдық жұмыс істеу және техникалық қызмет көрсету шығыны шамамен 3 миллион доллар (1 киловатт-сағатқа 4,6 цент) құрады. 20 жылдық қызмет мерзімін ескере отырып, пайдалану, техникалық қызмет көрсету, инвестициялар бойынша пайыздық төлемдер мен амортизация есебінен баға шамамен үш есеге өсіп, 1 киловатт-сағатқа 14 центке жетеді.
Жұмыс істеу принципі
Бұл қондырғы электр энергиясын өндіру үшін параболалық ойысқан коллекторлар және күн жылу технологиясын, сондай-ақ табиғи газды пайдаланады. Электр энергиясының шамамен 90% күн сәулесі арқылы өндіріледі. Табиғи газ тек қана күн энергиясы Оңтүстік Калифорниядағы электр энергиясын жеткізуші «Эдисон» компаниясының сұранысын толық қанағаттандыра алмайтын жағдайларда ғана қолданылады.
Айналар
Параболалық айналар төрт ширек цилиндр тәрізді. Күн 94% шағылыстыратын шыны панельдерге түседі, ал әдеттегі айналардың шағылыстыру қабілеті 70% ғана. Айналар күн бойы күннің қозғалысын автоматты түрде қадағалайды. Айналардың ең көп сыну себебі – жел, әдетте жылына 3000 айна алмастырылады. Операторлар қатты жел болғанда айналарды қорғау үшін бұра алады. Параболалық шағылыстыратын панельдерді автоматты түрде жуу механизмімен белгілі бір уақыт аралығымен тазалап тұрады. "Егіндік аумақ" термині нақты коллектор аумағы ретінде қарастырылады.
Жылу беру
Күн сәулесі айналардан шағылысып, синтетикалық майға толтырылған орталық түтікке бағытталады, ол 400 °C (752 °F) жоғары температураға дейін қызады. Орталық түтікке шоғырланған шағылысқан жарық қалыпты күн сәулесінен 71-80 есе артық күшке ие. Синтетикалық май жылуын суға жеткізеді, ол қайнап, Ранкин циклындағы бу турбинасын іске қосады, соның нәтижесінде электр энергиясы өндіріледі. Қысымды қадағалауға қолайлы деңгейде ұстау үшін, жылуды (судың орнына) тасымалдау үшін синтетикалық май пайдаланылады.
Харпер көлі
2014 жылы Иванпах күн электр станциясы іске қосылғанға дейін, SEGS VIII және SEGS IX жеке және жалпы алғанда әлемдегі ең үлкен күн жылу электр станциялары болды. Олар SEGS-тің тоғыз станциясының соңғысы, ең үлкені және ең озық станциялары болды, олар масштабтық үнемділікті пайдалану үшін жобаланған. Luz Industries компаниясы банкротқа ұшырағандықтан сол жердегі оныншы станцияның құрылысы тоқтатылды. Мақұлданған 11-ші және 12-ші станциялардың құрылысы ешқашан басталмады. Жоспарланған әр үш станцияның орнатылған қуаты 80 МВт-қа тең болар еді. Abengoa Solar компаниясы жақында SEGS VIII және SEGS IX станцияларының жанында 280 МВт Мохаве күн қуаты жобасын (MSP) салды. MSP да күн энергиясын шоғырландыратын жылулық науа технологиясын пайдаланады. 2020 жылдың ақпан айынан бастап SEGS VIII табиғи газды жағуды тоқтатты. Соңғы өндіріс айы 2021 жылдың қазан айы болды. SEGS IX 2020 жылдың қазан айынан бастап, 2021 жылдың қаңтарынан басқа, табиғи газды жағуды тоқтатты.
Креймер тоғысуы
Бұл жерде жылына орта есеппен 340 күн күн сәулесі түседі, бұл күн энергиясын өндіру үшін өте қолайлы орын. Орташа тікелей нормальды сәулелену (DNR) 7,44 кВт/м²/күн (310 Вт/м²) құрайды, бұл елдегі ең жақсы көрсеткіштердің бірі. Бұл жерде 2019 жылы пайдаланудан тоқтатылған II-VII СЕГС орналасқан еді. 2021 жылғы мәліметтер бойынша, олар "Резургенс I" деп аталатын жаңа күн фотоэлектрлік станциясымен алмастырылатын болды.
Даггет
SEGS I және II Cogentrix Energy (Carlyle Group) компаниясына тиесілі және сол жерде орналасқан. SEGS II 2014 жылы тоқтатылды және оның орнына 13,8 МВт қуаттылығы бар Sunray 3 (EIA зауытының коды 10438) фотоэлектрлік жүйесі салынды. SEGS I бір жыл өткен соң тоқтатылды және оның орнына 20 МВт қуаттылығы бар Sunray 2 (EIA зауытының коды 10437) фотоэлектрлік жүйесі салынды. EIA деректері бойынша, Sunray 2 және Sunray 3 2017 жылы өндіріс бастады.
Апаттар мен оқиғалар
1999 жылдың ақпан айында SEGS I (Даггетт) күн электр стансасында минералды май сақтау резервуары жарылып, от пен түтін көкке көтерілді. Тәуелсіздер күкірт қышқылы мен натрий гидроксиді сақталған екі жақын контейнерге оттың жетпеуіне тырысты. 0,5 шаршы миль (1 км²) аумақ дереу эвакуацияланды.