Zon in de Sahara Stroom uit de Sahara. Prof.dr.ir. Ad Verkooijen Faculteit 3ME TU Delft

Transcriptie

1 Zon in de Sahara Stroom uit de Sahara Prof.dr.ir. Ad Verkooijen Faculteit 3ME TU Delft

2 Energietransitie: Primaire energie: van fossiel naar duurzaam Duurzame energie: Voorzieningszekerheid Lage vervuiling: Locaal: SOx, NOx, ROx Mondiaal: CO2, GHG

3 Oplossingen: Energiebesparing Schoon fossiel Duurzaam nucleair Zonne-energie: Wind Biomassa Zon PV thermisch

4 Carbon Footprint Comparison

5

6 Max solar radiation at 12:00

7

8 Dagelijkse zonne-instraling Wh/m 2.dag 8000 NL/Utrecht ES/Almeria Algeria Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

9 NL- Verhouding zonne-instraling vs energiegebruik: kwh/m 2.day Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Data CBS 2009, JRC

10 Zon in de Sahara Stroom uit de Sahara

11 Het weer

12 Zand storm

13

14 Dagelijkse zonne-intensiteit Algerije Global Irr, clear sky (W/m2) Global Irradiance (W/m2)

15

16 Technieken: Zon thermisch Foto-voltaisch Stijgwind

17 Thermische zonne-energie Thermal Power Engineering

18 Systeem Veld met concentrerende zonnecollectoren Opslag van thermische energie Zonne warmte elektriciteit vermogens cyclus stoom

19 Met behulp van Sterling motor Euro-dish: 50kW th

20 Centrale energieontvanger CESA 1, Almeria, Spanje

21

22 Lancaster, USA

23

24 30 MW zonnecentrale in Kramer Junction, USA

25

26

27 Andasol 1 & 2, Granada, Spanje

28 Ontwerp voor zonnegoot centrale

29

30 Efficiency berekening conversie ontvanger zon, in ontvanger geabsorbeerd verlies T 1 T Q optiek conversie o H geabsorbeerd 4 H Q zon, in zon, in Q I A C Q Q Q a T Q verlies

31 Efficiency

32 Werkmedia Thermische olie Gesmolten zouten Natrium Water/stoom lucht

33 Opslag thermische energie Lage investeringskosten Weinig verlies, 1%/dag Kleiner piek vermogen Hogere capaciteitsfactor

34 Opslag thermische energie

35 Voorbeeld:

36 Gegevens van een collectorveld Netto vermogen [MW]Specifie Oppervlakte collectorveld (1000m2) Uitgangstemperatuur collectorveld [ C] Turbine efficiency [%] Stoom condities Druk [bar] Temperatuur [ C] Thermische efficiency collectorveld [%] Efficiency zon naar elektrisch [%] Elektriciteitsproductie, netto [GWh/a] Spez. Installatiekosten [US$/kW] , ,6 256,1 3440

37 Fresnel concentrator

38 Fresnel concentrator

39

40

41 System Layout Rated Power Power Block Efficiency Collector Area Investment Power Block Investment Specific Field Investment Solar Field Investment Total Investment Cost Interest rate Economic lifetime Capital Cost Insurance Cost O&M (Staff and Materials) Total Annual Cost Fresnel, 50 MWel 33.0% 336,700 m² 34,832 M 117 /m² 39,401 M 74,233 M 6.7% 28 Years 5,940 M 0,470 M 1,570 M 7,980 M Zonnegoot 50 MWel 33.0% 261,600 m² 33,993 M 220 /m² 57,552 M 91,545 M 6.7% 28 Years 7,325 M 0,654 M 2,184 M 10,163 M

42 Fresnel Zonnegoot Yields/m² Solar Resource Usable Thermal Energy Lower Dumping Upper Dumping Electricity Yield Total Yields Solar Resource Usable Thermal Energy Electricity Yield Electricity Cost 1,171 kwh/m²a 958 kwh/m²a 41 kwh/m²a 44 kwh/m²a 316 kwh/m²a 394 GWh/a 323 GWh/a 106 GWh/a /kwh 1,752 kwh/m²a 1,393 kwh/m²a 38 kwh/m²a 27 kwh/m²a 460 kwh/m²a 458 GWh/a 364 GWh/a 120 GWh/a /kwh Locatie: Hurgada, Egypte

43 Leercurve voor zonnetrog

44 Thermische zonneenergiecentrales Geinstalleerd vermogen 940 MW In uitvoering 1934 MW waarvan in Spanje 1794 MW Aangekondigd in Spanje 1080 MW Aangekondigd USA 9600 MW

45 354 Solar Energy Generating Systems USA Mojave Desert California parabolic trough 150 Solnova Spain Seville parabolic trough 100 Andasol solar power station Spain Granada parabolic trough 64 Nevada Solar One USA Boulder City, Nevada parabolic trough 50 Ibersol Ciudad Real Spain Puertollano, Ciudad Real parabolic trough 50 Alvarado I Spain Badajoz parabolic trough 50 Extresol 1 Spain Torre de Miguel Sesmero (Badajoz) parabolic trough 50 La Florida Spain Alvarado (Badajoz) parabolic trough 20 PS20 solar power tower Spain Seville solar tower 17 Yazd integrated solar combined cycle power station Iran Yazd parabolic trough 11 PS10 solar power tower Spain Seville solar power tower 5 Kimberlina Solar Thermal Energy Plant USA Bakersfield, California fresnel reflector 5 Sierra SunTower USA Lancaster, California solar power tower 5 Archimede solar power plant Italy Siracusa parabolic trough 2 Liddell Power Station Solar Steam Generator Australia N.S. Wales fresnel reflector 1,5 Maricopa Solar USA Peoria, Az dish stirling 1,5 Jülich Solar Tower Germany Jülich solar power tower 1,4 Puerto Errado 1 Spain Murcia fresnel reflector 1 Saguaro Solar Power Station USA Red Rock Arizona parabolic trough 2 Keahole Solar Power USA Hawaii parabolic trough

46 Leercurve voor zonnetrog