Solar Energy Generating Systems

Il Solar Energy Generating Systems, o SEGS è composto da nove centrali solari 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]

Veduta aerea dei SEGS di Kramer Junction

Caratteristiche tecniche

La potenza totale dell'impianto è di 354 MWp rendendo, fino al 2014 (data di entrata in servizio della Centrale Solare di Ivanpah), i SEGS la maggiore struttura di centrali solari esistente al mondo. La seconda, in Spagna presso Olmedilla de Alarcón, infatti raggiungeva 60 MWp. La produzione lorda media degli impianti è di 75 MWe con un fattore di capacità del 21%. In più le turbine degli impianti continuano la produzione di energia elettrica anche di notte attraverso la combustione di gas naturale.

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

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

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

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

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

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, pp. 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

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