테르모솔라 보르주

Termosolar Borges
테르모솔라 보르주
공식명보르주 테르모솔라
나라스페인
위치레 보르주 블랑키스, 레이다
좌표41°31′41″N 0°48′23″E / 41.52806°N 0.80639°E / 41.52806; 0.80639좌표: 41°31′41″N 0°48′23″E / 41.52806°N 0.80639°E / 41.52806; 0.8063939
상태운영
공사가 시작되었다.2011년 3월(2011-03)
커미션일자2012년 12월(2012-12년)
공사비1억 유로
소유자아반티아 그룹(47.5%)
COMSA 리노베이션 가능(47.5%)
카탈라데네르기아 연구소(5%)[1]
태양열 농장
유형CSP
CSP 기술포물선 수조
화력발전소
1차 연료바이오매스
이차연료천연가스
부지 면적39헥타르(96에이커)
열용량58 MWth 태양열
모두 102 MWth
발전
장치 작동2688
제작 및 모형화맨세
명판용량22.5 MW
연간순출력98 GW·h
[위키다타에서 편집]

Termosolar Borges(Borges Termosolar)는 스페인의 송전 시스템에 전기를 공급하는 하이브리드 바이오매스-파라볼릭 수조 태양열 발전소다. 바르셀로나에서 서쪽으로 약 100km(62mi), 스페인 카탈로니아 레 보르주 블랑키스 인근, 렐리다에서 남동쪽으로 약 10km(6.2mi) 떨어진 곳에 위치해 있다.

이 공장은 스페인에서 건설된 최북단의 집중 태양열 발전소다.[2]

2011년 2월 착공해 2012년 12월 발전소 가동에 들어갔고,[3] 조성 단계에 따라 150~450명이 필요했다.[4] 상업적 규모로 보면, 이 발전소는 태양열 생산을 통합하는 두 개의 바이오매스 버너를 가진 태양 포물선 수조 발전소 중 첫 번째다. 이 시설은 아반티아 그룹과 COMSA EMTE가 개발했다. 오너는 보르헤스 블랑키스, 아반티아 그룹(47.5%), COMSA 리노베이블(47.5%), 카탈루냐 데네르기아 연구소(5%) 합작법인이다.[1] 그 시설은 1억 5천 3백만 유로의 투자금이다. 이 공장은 40명의 직원을 고용하고 있으며 약 50개의 간접적인 직업이 25년 동안 바이오매스 추출과 수송에 종사하고 있다.

발전소 순전력은 22.5메가와트(MW)이다.[5]

이 설비는 태양열 발전과 바이오매스 화력발전을 결합해 태양이 빛나지 않을 때에도 24시간 지속적으로 재생에너지를 생산할 수 있는 시스템을 갖추고 있다. 22.5 MW의e 발전소 최대 용량은 충분한 태양광 발전이 있을 때 얻는다. 야간에는 바이오매스 전력만을 이용할 수 있는 경우, 발전소 전력 용량은 12 MW이다e.

이 시설은 70헥타르(173에이커)의 부지에 위치해 있다.

역사

2007년 스페인 왕실령 661/2007이 발표된 이후,[6] 태양열 발전소를 개발 고려하였고, 여러 프로젝트들이 건설과 운영을 따르게 되었다. 이들 집광형 태양광발전소(CSP)는 다양한 거울 구성을 이용해 태양광을 고온의 열로 전환해 전기를 생산한다. 그 열은 증기 터빈을 이용한 재래식 발전기 시스템을 통해 전기를 생산하는데 사용된다. 현재 CSP 발전소의 가동 시간을 늘리기 위해 열 에너지 저장을 위한 다양한 CSP 기술에 대한 연구가 진행 중이다. Termosolar Borges 공장은 다른 접근방식을 구현한다: 바이오매스 연료 보일러와 CSP 공장을 혼합하는 것이다. 긴급 백업용으로 사용할 천연가스 버너도 있다. 이 해결책은 높은 전기 생산량, 열 시스템의 운전 안정성 개선, 발전소의 높은 재생 가능 생산량에 도달한다. 그 외에도, 더 많은 일상의 에너지와 더 나은 겨울의 오만을 고려하여, 대부분의 태양 프로젝트와 식물들이 스페인 남부 영토에서 개발된다. 하이브리드화 기술은 스페인 북부 지역의 저조한 겨울철 태양열 생산을 보상한다. CSP 공장과 바이오매스를 혼합하여 스페인 북부 지역에서 이 기술을 확장할 수 있으며 CSP 공장에 대한 다중 재생 에너지원의 사용을 개방한다.[7]

설계 및 사양

발전소의 개략도

열극성 식물은 주로 4블록으로 구성된다: (1) 태양장, (2) 열블록, (3) 전기블록, (4) 발전소 잔액. 그 발전소는 24시간 내내 연속적으로 전기를 생산할 것이다.

태양장

태양장(SF)은 수조 모양의 거울 반사체로 구성되어 있어 수증기를 발생시키기 위해 가열되는 열전달 액체를 포함하는 수신 튜브에 태양 방사선을 집중시킨다. SF는 2688개의 컬렉터, 지름 5.5m(18ft 1인치), 길이 12m(39ft 4인치)로 구성되며, 거울과 태양열 수신기를 포함해 지멘스가 구현했다.[8] 열유 루프를 통해 열이 전달된다.

열 블록

2개의 22 MWth 듀얼 바이오매스와 천연가스 보일러(BM-NG), 1개의 6 MWth 천연가스 재래식 보조 보일러(auxNG), 1개의 증기발생기(SG)로 구성되어 있다. BM은 SF 열유 루프에 직렬로 삽입된다. 가스 발사는 전력 형성 및 백업에 사용된다.

전기블록

22.5 MW의e 증기 터빈 발전기 트레인 및 전력 변압기로 구성된다. 터보 발전기 열차는 고압 터빈(HPT) 1개와 저압 터빈(LPT) 1개로 구성된다. 전기 블록은 증기 터빈에 있는 기계적 에너지의 열 에너지를 변환시키고, 발전기는 그것을 전기로 바꾼다.

플랜트 잔액

그것은 파쇄, 바이오매스 저장 시스템과 제어 시스템과 같은 보조 시스템이다.

이 발전소는 열유 루프가 있는 포물선 수조 시스템과 2개의 22th MW 이중 바이오매스와 천연 가스 연소 장치로 구성되어 있다. 터빈 최대 부하 효율은 37% 그 발전소는 24시간 내내 연속적으로 전기를 생산할 것이다. 가스 발사는 백업에 사용할 수 있다. 증기는 MAN Diesel & Turbo SE 터보 발전기 열차에 제공된다. 탄소 상쇄량은 연간 24,500톤이다.

운영

기존의 태양열 발전 설비는 모든 기후 조건에서 지속적인 운영을 보장하기 위해 값비싼 에너지 저장 기술을 채택해야 하는 반면, 바이오매스 하이브리드 구성은 그러한 필요성을 없앴다. 태양열을 발생시킬 수 있는 직사광선이 충분하지 않을 때마다 시설의 바이오매스 발전용량을 온라인으로 가져와 해가 비치지 않는 야간에도 지속적인 전력 생산이 가능하다.

SF 포물선 수조는 태양 에너지를 흡수하여 최대 400 °C(752 °F)의 열유를 가열한다. 증기발생기(SG)에서 열유는 40bar(580psi)에서 포화증기를 발생시키고 이중 바이오매스 보일러는 이 증기를 520°C(968°F)로 과열시킨다. 발전소의 태양광 부분이 작동하지 않을 때(야간에 또는 일조량이 부족한 경우) 최대 바이오매스 보일러는 열유를 400℃(752℃)로 가열한다. 그런 다음 오일이 발전소 블록으로 전달된다. 두 번째 바이오매스 보일러는 열유 400 °C(752 °F) 한계를 극복해 생성된 증기를 가열한다.

그 시설의 바이오매스 부분은 목재와 임업 폐기물을 주요 공급원료로 삼는다. 그러나, 그것은 부분적으로 에너지 작물과 농업 잔류물로도 연료가 될 수 있다. 계획된 바이오매스 투입량은 연간 약 8만5천 톤의 습도로, 카탈로니아의 확장된 지역에서 채취한 것으로, 이 식물의 대략 반경 80킬로미터에 있는 숲에서 유래한 임업원이다.

밤이나 완전히 흐린 날(방사선이 없는 긴 시간)에는 보일러가 사용하는 연료가 바이오매스가 될 것이다. 바이오매스 보일러의 총 출력은 36 MWth. 보일러에 대한 이 출력 수준의 선택은 밤에 작동하는 터빈 작업부하의 최소 50%를 달성할 수 있기 때문에 동기가 부여된다. 이 수준 이하에서는 터빈 효율이 급격히 떨어진다. Intec Energy Systems의[9] grate형 바이오매스 보일러는 주로 다음과 같은 요소로 구성된다.

  • 바이오매스 공급 시스템
  • 바이오매스용 용광로
  • 천연가스 버너 세트
  • 열 회수 시스템(열 교환기)

이중보일러의 기능은 이중으로, 기상 조건에 따라 바이오매스나 천연가스를 연료로 사용할 수 있다.

바이오매스의 파쇄 및 저장에 약 2.5 MW의 총 전력을 소비한다.

하이브리드 CSP 공장에는 지원을 위한 소형 증기 보일러가 있다. 그의 증기발생 용량은 15 bar(220 psi)에서 3톤/h를 초과하여 시설의 특정 요구를 충족한다.

전기는 MAN Diesel & Turbo MARC-R 고압 증기 터빈을 사용하여 생산된다. MARC-R은 MARC-2 역압 터빈과 MARC-6 콘덴서 터빈으로 구성된 중간 난방 터빈으로, MARC-R은 MARC의 일부를 형성하며, Modular 배열 개념의 줄임말이다.[10][11] MARC-2 터빈은 4-10 MW의 전력 범위에서 작동하며 최대 90 bar(1,300 psi), 520 °C(968 °F)의 최대 증기 입구를 수용한다. MARC-6 터빈은 15-40 MW의 전력 범위에서 작동하며 최대 121 bar (1,750 psi), 530 °C (986 °F)의 증기 입구를 수용한다.[12] 역압 터빈은 가압된 배관 시스템으로 증기를 배출하여 다른 곳에서 프로세스 가열 또는 다른 터빈에 대한 공급으로 사용된다. 예를 들어 터빈은 40bar(580psi)에서 증기를 공급받고 7bar(100psi) 시스템으로 방전될 수 있다. 콘덴서 터빈은 더 많은 전력을 추출하기 위해 터빈을 통한 압력 강하 범위를 확장하기 위해 표면 콘덴서에 연결된 방전이다. 방전 압력은 진공이다. 최대 부하 효율에서 MARC-R 그룹은 37%이다.

연간 예상 생산량은 태양광 44.1GW·h, 바이오매스 생산 47.3GW·h, 보충 천연가스 10.2GW·h로 추정한다. 총생산량은 101.5GW·h gross, 98GW·h net이다. 태양광 발전과 바이오매스 화력발전을 결합해 지속적인 전기생산이 가능한 시설이다.

하이브리드화 모델은 지속적인 발전이 가능하여 시간대, 날씨, 계절에 따라 생산방식이 달라진다. 이 설치는 규정에 의해 설정된 바이오매스 연소 할당량을 초과하지 않기 위해 여름밤에만 중단된다. 야간뿐만 아니라 일사량이 적은 시간대에는 주로 숲과 바이오매스 에너지 작물에서 공급되는 바이오매스 버너로 에너지 생산이 보완된다. 천연가스는 지원의 잔여 자원으로만 사용된다.[4]

환경영향

CSP-바이오매스 하이브리드는 하루 종일 발전이 필요한 장소에서의 열 에너지 저장 대안으로 산업 프로세스와 발전용 에너지 공급의 배분이 가능한 에너지 공급을 보장할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 하이브리드화는 CST 발전소 비용의 큰 부분을 차지하는 터빈과 발전기 구성요소를 더 많이 사용함으로써 CST 비용을 줄일 수 있고, 바이오매스의 사용은 또한 지역 경제에서 경제적, 고용적 이익을 제공할 수 있다. Termosolar Borges는 바이오매스 자원의 공급을 제공하는 농업과 원예가 풍부한 지역에 위치해 있으며, 양질의 태양 자원을 가지고 있다.

이 발전소의 용량은 약 2만7천명의 스페인 가정에 친환경 전력을 공급하기에 충분하며, CO2 배출량 2만4천500톤을 피한다. [7]

이런 종류의 하이브리드 발전소는 태양 복사는 낮지만, 근처에 있는 바이오매스 자원이 있는 지역에 집중적인 태양 에너지를 배치할 수 있다.

바이오매스 생성을 위한 포플러 나무의 타당성 연구를 목적으로 2010년부터 시범사업이 시작됐다. 세 개의 다른 포플러 복제본이 재배지에서 배양되었는데, 그 재배지에서는 바이오매스 보일러(열)를 통한 에너지 회수가 가능한 것으로 입증되었다. COMSA Medio Amande의 엔지니어링, 기술 및 제너레이션 담당 이사인 Albert Solé는 포플러를 사용하여 공장의 바이오매스를 생성하려는 의도를 나타냈다.

일부 부문은 에너지 작물의 사용에 대해 이의를 제기한다. 그린피스 같은 환경단체들이 바이오매스 생산을 위한 모든 시스템을 지원하는 것은 아니다. 대신에 그들은 에너지 작물의 최소 영토를 차지하기 위해 매우 제한적인 사용을 제안한다. 옥스팜은 지속 불가능한 바이오연료에 찬성하지 않는 또 다른 NGO로, NGO 교통환경은 삼림파괴와 식품가격에 대한 압력 증가를 수반하기 때문에 나쁜 바이오연료로 간주한다.

유럽연합(EU) 회원국들은 리투아니아 등 일부에서는 7%로 늘리자고 제안하는 반면 스웨덴 핀란드 등에서는 훨씬 낮은 비율을 요구하고 있어 현재 5% 수준인 에너지 작물에서 나와야 할 바이오매스 비율에 대해 합의점을 찾지 못하고 있다.[13]

참고 항목

참조

  1. ^ a b "Inauguración oficial de la central híbrida termosolar-biomasa de Les Borges". Energías Renovables. 2 September 2013. Retrieved 18 February 2014.
  2. ^ "World's first hybrid CSP-Biomass plant comes on-line". CSP World. 13 December 2012. Retrieved 18 February 2014.
  3. ^ "World's first hybrid CSP-Biomass plant comes on-line". CSP Today. 2 January 2013. Retrieved 18 February 2014.
  4. ^ a b "Inaugurated in Lleida the first plant of the world that combines solar power and biomass". Interempresas.net. 31 July 2013. Retrieved 18 February 2014.
  5. ^ Morell, David (2012). "CSP BORGES The World's First CSP plant hybridized with biomass". CSP Today. FC Business Intelligence Limited.
  6. ^ "Real Decreto 661/2007, de 25 de mayo, por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial". Boletin Oficial del Estado. Agencia Estatal Boletin Oficial del Estado. 26 May 2007. Retrieved 18 February 2014.
  7. ^ a b "Termosolar Borges: A Thermosolar Hybrid Plant with Biomass" (PDF). A. Cot, A. Ametller, J. Vall-Llovera, J. Aguilo AND J.M. Arqué. Alcan. 2010. Retrieved 18 February 2014.
  8. ^ "Siemens to supply solar field for hybrid CSP plant in Catalonia, Spain". Siemens. 21 September 2011. Retrieved 18 February 2014.
  9. ^ "INTEC at ACHEMA 2012" (PDF). MesseKompakt.de. 2012. Retrieved 18 February 2014.
  10. ^ "A biomass-solar hybrid plant begins operations in Spain". Erin Voegele. Biomass Magazine. 22 January 2013. Retrieved 18 February 2014.
  11. ^ "A biomass-solar hybrid plant begins operations". Biomass Magazine. 4 March 2013. Retrieved 18 February 2014.
  12. ^ "Steam Turbines for Power Generation up to 40 MW". MAN Diesel & Turbo. Retrieved 18 February 2014.
  13. ^ "Results shed by poplars planting project for biomass use give green light to its viability". www.energynews.es. EnergyNews Todo Energia. 26 December 2013. Retrieved 18 February 2014.