Sonnenwärmekraftwerk Ivanpah

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Ivanpah Solar Electric Generating System
Alle drei Solartürme, noch nicht in Betrieb genommen
Alle drei Solartürme, noch nicht in Betrieb genommen
Lage
Ivanpah Solar Electric Generating System (Kalifornien)
Ivanpah Solar Electric Generating System
Koordinaten 35° 34′ 12″ N, 115° 28′ 12″ W35.57-115.47Koordinaten: 35° 34′ 12″ N, 115° 28′ 12″ W
Land Vereinigte Staaten von Amerika
Daten
Primärenergie Solarenergie
Leistung 392 Megawatt
Typ Solarturmkraftwerk
Betreiber BrightSource Energy, Bechtel Corporation
Betriebsaufnahme 2013
Turbine 3 Dampfturbinen SST-900 von Siemens
Website http://ivanpahsolar.com/

Das Ivanpah Solar Electric Generating System ist ein Sonnenwärmekraftwerk in der Mojave-Wüste im nordöstlichen San Bernardino County (Kalifornien), 60 km südwestlich von Las Vegas. Mit einer Nennleistung von 392 MW ist es mit Stand Anfang 2014 das weltgrößte Sonnenwärmekraftwerk. 173.500 Heliostaten (mit je zwei Spiegeln[1]) fokussieren die Sonnenstrahlung auf Solartürme. Das Projekt wird durchgeführt von der auf Solarkraftwerke spezialisierten israelischen BrightSource Energy und der amerikanischen Bechtel Corporation.[2]

Ein in Betrieb genommener Turm

Die Anlage[Bearbeiten]

Für den ersten der drei Kraftwerksblöcke wurde die bisher größte mit Solartechnik angetriebene Dampfturbinen-Generator-Einheit in Auftrag gegeben. BrightSource Energy liefert hierzu die Solarturmtechnologie Luz Power Tower 550 technology (LPT 550).[3] Die verwendete Dampfturbine SST-900[4][5] von Siemens leistet 123 MW. Der Baubeginn war im Oktober 2010. Im Oktober 2013 hat der erste Bauabschnitt im Testbetrieb erstmals Strom in das Netz eingespeist.[6] Dieser erste Bauabschnitt des Kraftwerks sollte 2013 komplett sein,[7]

Die Leistung von 392 MW setzt sich aus drei Anlagen zusammen: 126 Mw und zweimal 133 Mw. Die Reflexiosfläche je Heliostat beträgt 15,2 m² und die Gesamtreflexionsfläche 2,6 Mio. m². Der geschlossene Dampfkreislauf benötigt 0,11 Liter Wasser je Kilowattstunde, für Kohlekraftwerke sind es 1,7 bis 2 l/kWh und bei Kernkraftwerken 2,7 l/kWh. Von dem reservierten Land in der Mojave-Wüste, der niederschlagärmsten Region der Welt mit 33 cm Jahresniederschlag, sind bislang nur 8 % für diese Anlage genutzt. Zudem lassen sich mit der angewandten Technologie je Fläche mehr Leistung erzielen als mit einem Photovoltaik-Kraftwerk.[1]

Inbetriebnahme[Bearbeiten]

Nach drei Jahren Bauzeit undeiem sechsmonatigen Probelauf ging die Anlage am 13. Februar 2014 ans Netz.[8] Die Kosten betrugen 3,2 Mrd. $. Der Betreiber erzeugt mittlerweile knapp 1000 GWh aus Solarkraftwerken.

Die benutzte Technologie bietet gegenüber Photovoltaik den Vorteil das vorwiegend konventionelle Aggregate und Komponenten verbaut werden, was die Anfangs- und Betriebskosten sekt. Mit dem Betriebsstart besteht das Personal aus 65 Mitarbeitern im 24-Stunden_Schichtbetrieb. Diese Anzahl soll durch zunehmende Automatisierung mit zunehmender Betriebszeit noch sinken. Es ist vorgesehen das Roboter die Spiegel reinigen und vor Unkraut und Kleingebüsch schützen.[1]

Der Standort des 16 Quadratkilometer großen Kraftwerksprojekts liegt an der Interstate 15, nördlich der Siedlung Ivanpah, unweit der Grenze zwischen Kalifornien und Nevada. In der Nähe liegen der Nationalpark Mojave National Preserve und die Naturschutzgebiete Mesquite Wilderness und Stateline Wilderness. Von dort aus wird das Kraftwerk zu sehen sein.[9] Der Vorteil der Lage besteht darin, dass das Verteilernetz des Hoover-Kraftwerks und die Großräume Las Vegas und Los Angeles benachbart sind.

Das Energieministerium der Vereinigten Staaten unterstützt das Projekt mit einer Kreditbürgschaft über 1,375 Mrd. US$, die größte, die je für ein Solarprojekt genehmigt wurde. Die Gesamtkosten des Vorhabens wurden nicht veröffentlicht. BrightSource hat Verträge, nach denen etwa zwei Drittel der erzeugten Energie an die Pacific Gas and Electric verkauft werden und der Rest an die Southern California Edison.

Alle drei Kraftwerke erzeugen nach Betreiberangaben Strom für 140.000 amerikanische Haushalte. Das Energieministerium gibt den durchschnittlichen Verbrauch eines amerikanischen Haushalts mit 11.280 kWh an. Diesen geschätzten Angaben folgend, würden die Kraftwerke 1579,2 GWh elektrische Energie pro Jahr erzeugen, was einer mittleren Leistung von 180 MW entspricht. Damit hätten die Kraftwerke ca. 4000 Vollbenutzungsstunden.

Die Positionierung der Heliostaten auf die Überhitzungskessel in den Türmen stellt sich als wichtigstes Betriebsproblem in den ersten Monaten heraus. Unkontrollierte Spiegelverdrehungen können nur nachts kontrolliert und repariert werden, da die Umgebungshitze Tagesarbeit verhindert. Nach einem Vierteljahr Netzbetrieb sind 3 % bis 5 % der Spiegel nicht exakt ausgerichtet. Außer dem Leistungsverlust kann die Fehlreflexion für Außenmitarbeiter und besonders durch Blendung für Autofahrer der nahe gelegenen Autobahn gefährlich sein. Das japanische Unternehmen Nihon Dengyo Kosa hat eine Videoüberwachungslösung entwickelt um fehlerhafte Heliostaten zu erkennen und der Betriebszentrale zu melden. Die Lösung ist teuer und es gibt keine Pläne die Monitoranlage zu installieren.[1]

Entwicklungen[Bearbeiten]

Durch die Anlage werden voroerst nur 8 % des reservierten Wüstenlandes genutzt. Der Betreiber plant mit den gewonnenen Erfahrungen ein Anlage mit gleicher Technologie i Südkalifornein nahe Arizona mit zwei Einheiten auf 1,5 km² Fläche für 485 Mw. Der Bau ist für drei JAhre veranschlagt, aber es gibt Schwierigkeiten mit den erforderlichen Genehmigungen. Zudem sind weitere geeignete Gegenden mit hoher Sonneneinstrahlung weit von den Versorgungsgebieten entfernt, sodass der Betreiber - wie in den USA üblich - sein eigenes Stromtransportnetz teuer und langwierig aufbauen muss.[1] NRG will weitere Erfahrungen mit der vorhandenen Anlage sammeln. Die Einsprüche zu den notwendigen Genehmigungen in Kalifornien mit seiner Umweltgesetzgebung sind vielschichtig.

Umweltauswirkungen[Bearbeiten]

Nach Angaben des Betreiber-Konsortiums wird Ivanpah 13,5 Millionen Tonnen Kohlenstoffdioxid in seiner 30-jährigen Lebenszeit einsparen, das entspricht dem Kohlenstoffdioxid-Ausstoß von zwei Millionen Autos. Gegner kritisieren allerdings den großen Flächenbedarf des Projekts und die hohen Baukosten. Während der monatelangen Testphase sind bereits dutzende Vögel gestorben. Unter den Vögeln befanden sich beispielsweise ein Wanderfalke, ein Taucher, zwei Habichte, vier Nachtfalken sowie eine ganze Reihe von Waldsängern und Sperlingen. Einige der toten Vögel haben sich die Federn angesengt.

Vogelexperten gehen davon aus, dass die Vögel entweder im Flug mit den Gebäudeteilen kollidieren oder die schimmernden Flächen für einen See halten und sich nach der Landung in den Spiegelstrukturen verfangen und nicht mehr entkommen. In einer zweijährigen Studie wollen die zuständigen Staats- und Bundesaufseher die Auswirkungen der Anlage auf die Vogelwelt beobachten.[10] Im April 2014 waren 95 Vögel und im Mai 80 Vögel betroffen. Die Zahl der gestorbenen Vögel muss der Betreiber an die Californian Energy Commission melden. Als erste Gegenmaßnahme sollen Vögel durch Raubvogelrufe vergrämt werden.[1]

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Ivanpah Solar Power Facility – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c d e f VDI-nachrichten: Großsolarkraftwerk mit Kinderkrankheiten. 18. Juli 2014, Nr. 29/30 2014, S. 14
  2. Solar energy plant in California gets new partner in NRG. in Power Engineering International, 28. Oktober 2010
  3. BrightSource & Bechtel Partner on 440-MW Ivanpah CSP Project, in RenewableEnergyWorld.com, 10. September 2009
  4. Siemens-Presseerklärung: Siemens to supply 123-MW steam turbine-generator set for solar thermal power plant in California
  5. Siemens-Information zur Dampfturbine SST-900
  6. IWR: Solarthermische Kraftwerke: Neue Testanlage in Jülich und erster Strom bei US-Großprojekt vom 18. Oktober 2013, abgerufen am 21. Oktober 2013.
  7. Steven Mufson: Solar power project in Mojave Desert gets $1.4 billion boost from stimulus funds Washington Post, 23. Februar 2010
  8. World’s Largest Solar Thermal Power Project at Ivanpah Achieves Commercial Operation, corporate-ir.net, abgerufen am 13. Februar 2014.
  9. State of California Energy Resources Conservation and Development Commission (Energy Commission Staff’s Opening Brief) (PDF; 136 kB)
  10. enveya.com: Ivanpah wird zur Todesfalle für VögelArtikel vom 20. Februar 2014 auf enveya.com