Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR) Yönetim Kurulu Başkanı Prof. Dr.-Ing. Anke Kaysser-Pyzalla, 28-31 Mart 2023 tarihleri arasında, DLR katılımıyla daha ucuz güneş enerjisi ve ısı için yeni teknolojilerin araştırıldığı İber Yarımadası’ndaki çeşitli test tesislerini ziyaret edecek. İstasyonlar, güneş enerjisi teknolojileri için Avrupa’nın en büyük test tesisi, Plataforma Solar de Almeria/İspanya, termik güneş enerjisi santralleri Andasol ve Gemasolar ve Évora/Portekiz’deki parabolik oluk test tesisi Évora Molten Salt Platform’dur (EMSP). DLR’nin güneş termik santralleri için teknoloji geliştirme taahhüdü ile önemli katkı sağladığı istasyonlar, araştırmadan uygulamaya giden yolu gösteriyor.
“CIEMAT’ın çok sayıda endüstriyel ortakla birlikte Plataforma Solar de Almería üzerinde yaptığı DLR araştırması, ticari termik güneş enerjisi santrali teknolojisinin başarılı bir şekilde geliştirilmesinde önemli bir rol oynadı ve oynamaya devam ediyor. İspanya’da, ısı depolamalı güneş enerjisi santralleri, uzun süredir arz güvenliğine katkıda bulunuyor. Anke Kaysser-Pyzalla ziyareti sırasında vurguluyor: “2021’den beri, Portekiz’in Évora kentindeki solar termal parabolik oluk test tesisi yeni bilgiler sağlıyor. İspanya ve Portekiz’deki ortaklarımızla birlikte, gelecekte yaygın kullanım için termik güneş enerjisi santrali teknolojilerini daha da verimli ve uygun maliyetli hale getirmeye kararlıyız.”
Almeria – güneş enerjisi santrali teknolojileri için Avrupa çekirdeği
Plataforma Solar de Almería (PSA), termik güneş enerjisi santrallerinin İspanya başta olmak üzere Avrupa pazarına getirilmesinde önemli bir rol oynadı. Yeni enerji santrallerindeki yeniliklerin birçoğu PSA’da geliştirildi ve test edildi. İlk araştırma çalışması, Avrupa test merkezinin 1981’den itibaren DLR’nin proje yönetimi altında deneme işletimi ile başladı. DLR Güneş Araştırmaları Enstitüsü’nden araştırmacılar, İspanyol araştırma merkezi CIEMAT ile bir işbirliği anlaşması kapsamında hala PSA üzerinde çalışıyorlar. Burada, endüstrinin ve araştırma ortaklarının pazar gereksinimlerine ve ihtiyaçlarına göre daha da geliştirilen veya yeni inşa edilen çeşitli test tezgahları ve test sistemleri mevcuttur.
Almería’daki mevcut DLR araştırma projeleri, özellikle çöl koşullarının etkisi ile ilgili olarak güneş enerjisi santralleri için meteorolojik ölçümler ve hidrojenin güneş termal üretimi ile bileşenlerin kalite testi ile ilgilidir. Almería’daki DLR ekibinden iki yan kuruluş olan CSP Services GmbH ve Volateq GmbH ortaya çıktı. DLR’de geliştirilen optik ve termal ölçüm teknolojisini pazarlayacak ve daha da geliştireceksiniz. Bugün neredeyse tüm termik güneş enerjisi santralleri, Almería’da DLR’nin katılımıyla bir Avrupa ortak projesinde geliştirilen Eurotrough parabolik oluk kollektörünü kullanıyor.
Andasol – Avrupa’nın ilk ticari güneş enerjisi santrali
Parabolik oluk elektrik santrali Andasol 1, Avrupa’nın ilk termik güneş enerjisi santrali olarak 2008’de devreye girdi, bunu 2009 ve 2011’de Andasol 2 ve 3 izledi. Sierra Nevada’nın kuzeyindeki Granada eyaletindeki tesis bugüne kadar Avrupa’nın en büyük güneş enerjisi santrali kompleksi.
DLR araştırmacıları, toplayıcının (Eurotrough) geliştirilmesinin yanı sıra yer arayışı, Andasol 3 elektrik santralinin inşası ve işletmeye alınmasında yer aldı. O zamandan beri DLR, ölçüm sistemlerinin geliştirilmesini ve ölçüm verilerinin değerlendirilmesini desteklemektedir. DLR şu anda DLR spin-off Volateq ile çalışıyor. Şirket, dijital ikizler kullanan termik güneş enerjisi santralleri ve fotovoltaik sistemlerin ayna alanlarından alınan ölçüm verilerini ve drone görüntülerini analiz etme konusunda uzmanlaşmıştır.
Andasol 3’ün sahibi, Stadtwerke München, RWE Innogy GmbH ve Rheinenergie AG’nin ana hissedar olduğu İspanyol şirketi Marquesado Solar SL’dir. Andasol 3’ün 500.000 metrekarelik güneş alanı, 210.000 parabolik ayna ve 22.000 yutucu tüpten oluşuyor. Santrale, bünyesinde bulundurduğu 29.000 ton tuzunda saatlerce ısı depolayabilen bir termal depolama tankı bağlanmıştır. Termik güneş enerjisi santrali yılda ortalama 3.700 çalışma saatinde yaklaşık 165 gigawatt saat elektrik üretmektedir.
Gemasolar – Isı depolamalı ilk güneş kulesi elektrik santrali
Termik güneş enerjisi santrali Gemasolar, dünyanın bağlantılı termal depolamaya sahip ilk güneş kulesi enerji santralidir. Bu, doğrudan güneş ışığı olmadan 15 saat boyunca güneş enerjisi üretebileceği anlamına gelir.
195 hektarlık bir alan üzerinde 140 metre yüksekliğindeki güneş kulesinin çevresinde eşmerkezli daireler halinde 2.650 heliostat bulunuyor. Aynaların her biri 120 metrekare alana sahip ve gelen güneş ışığını güneş kulesinin tepesindeki radyasyon alıcısına yansıtıyor. Orada, konsantre güneş ışığı tuzu 500 santigrat dereceye kadar ısıtır. Sıcak tuz, bir buhar jeneratöründeki suyu ısıtan bir ısı eşanjörüne gönderilir. Ortaya çıkan su buharı, elektrik üretmek için bir türbini çalıştırır.
Yaklaşık 20 megavat güç ve yıllık 6.450 saate varan çalışma süresi ile Gemasolar, yılda 80 gigawatt saate kadar elektrik sağlıyor. Tesis, Mayıs 2011’den beri faaliyette ve 2020’den beri Avrupa enerji şirketi Q-Energy’ye ait.
Évora – Termik güneş enerjisi santrallerindeki yenilikler için araştırma
Évora, Portekiz’de DLR ve Évora Üniversitesi, Ekim 2021’den bu yana bir güneş termal test tesisi – Évora Erimiş Tuz Platformu (EMSP) işletiyor. Çeşitli test kurulumları, önemli güneş enerjisi alanı bileşenlerinden güneş enerjisi santralleri için kontrol konseptlerine kadar, güneş enerjisi santrallerinde bir ısı transfer ortamı olarak erimiş tuzun test edilmesini sağlar. Tesis, Évora Üniversitesi’ne aittir.
EMSP güneş enerjisi sahasının toplam üretimi 3,5 megavattır. Seri olarak bağlanan dört parabolik oluklu kollektörü, ticari bir sistemin en küçük temel elemanı olan bir kollektör döngüsü oluşturur. Teknolojinin ticari bir elektrik santraline transferi için 50 ila 100 adet bu tür kollektör döngüsü bağlanabilir.
2021’de DLR ve Évora Üniversitesi’nden araştırmacılar, tesisi endüstriyel ortak YARA’nın 90 ton tuzuyla doldurdu ve ardından 500 santigrat dereceye kadar 5.000 saatten fazla çalıştırdı. Şu anda 565 santigrat dereceye kadar sıcaklıklarda farklı bir tuz karışımı ile devreye alma işlemi devam ediyor. Ayrıca, Mart 2023’te proje ortağı TSK-Flagsol’un sözde “HelioTrough® 2.0” parabolik oluk kollektörlerinin dünyadaki ilk operasyonu Solar Salt ile başarıyla tamamlandı. Bunlar, özellikle üçte bir oranında daha uzun bir toplayıcı uzunluğu, daha yüksek bir konsantrasyon faktörü ve geliştirilmiş izleme doğruluğu ile karakterize edilir.
Gelecekte, DLR ve Évora Üniversitesi, endüstri ile birlikte termik güneş enerjisi santralleri için daha fazla yeniliği test etmek istiyor. Bunlar, örneğin güneş enerjisi termik santrallerinin fotovoltaik sistemlerle hibritleştirilmesini, enerjiden ısıtma konseptlerini ve teknolojinin kapsamlı dijitalleştirilmesini içerir.
“CIEMAT’ın çok sayıda endüstriyel ortakla birlikte Plataforma Solar de Almería üzerinde yaptığı DLR araştırması, ticari termik güneş enerjisi santrali teknolojisinin başarılı bir şekilde geliştirilmesinde önemli bir rol oynadı ve oynamaya devam ediyor. İspanya’da, ısı depolamalı güneş enerjisi santralleri, uzun süredir arz güvenliğine katkıda bulunuyor. Anke Kaysser-Pyzalla ziyareti sırasında vurguluyor: “2021’den beri, Portekiz’in Évora kentindeki solar termal parabolik oluk test tesisi yeni bilgiler sağlıyor. İspanya ve Portekiz’deki ortaklarımızla birlikte, gelecekte yaygın kullanım için termik güneş enerjisi santrali teknolojilerini daha da verimli ve uygun maliyetli hale getirmeye kararlıyız.”
Almeria – güneş enerjisi santrali teknolojileri için Avrupa çekirdeği
Plataforma Solar de Almería (PSA), termik güneş enerjisi santrallerinin İspanya başta olmak üzere Avrupa pazarına getirilmesinde önemli bir rol oynadı. Yeni enerji santrallerindeki yeniliklerin birçoğu PSA’da geliştirildi ve test edildi. İlk araştırma çalışması, Avrupa test merkezinin 1981’den itibaren DLR’nin proje yönetimi altında deneme işletimi ile başladı. DLR Güneş Araştırmaları Enstitüsü’nden araştırmacılar, İspanyol araştırma merkezi CIEMAT ile bir işbirliği anlaşması kapsamında hala PSA üzerinde çalışıyorlar. Burada, endüstrinin ve araştırma ortaklarının pazar gereksinimlerine ve ihtiyaçlarına göre daha da geliştirilen veya yeni inşa edilen çeşitli test tezgahları ve test sistemleri mevcuttur.
Almería’daki mevcut DLR araştırma projeleri, özellikle çöl koşullarının etkisi ile ilgili olarak güneş enerjisi santralleri için meteorolojik ölçümler ve hidrojenin güneş termal üretimi ile bileşenlerin kalite testi ile ilgilidir. Almería’daki DLR ekibinden iki yan kuruluş olan CSP Services GmbH ve Volateq GmbH ortaya çıktı. DLR’de geliştirilen optik ve termal ölçüm teknolojisini pazarlayacak ve daha da geliştireceksiniz. Bugün neredeyse tüm termik güneş enerjisi santralleri, Almería’da DLR’nin katılımıyla bir Avrupa ortak projesinde geliştirilen Eurotrough parabolik oluk kollektörünü kullanıyor.
Andasol – Avrupa’nın ilk ticari güneş enerjisi santrali
Parabolik oluk elektrik santrali Andasol 1, Avrupa’nın ilk termik güneş enerjisi santrali olarak 2008’de devreye girdi, bunu 2009 ve 2011’de Andasol 2 ve 3 izledi. Sierra Nevada’nın kuzeyindeki Granada eyaletindeki tesis bugüne kadar Avrupa’nın en büyük güneş enerjisi santrali kompleksi.
DLR araştırmacıları, toplayıcının (Eurotrough) geliştirilmesinin yanı sıra yer arayışı, Andasol 3 elektrik santralinin inşası ve işletmeye alınmasında yer aldı. O zamandan beri DLR, ölçüm sistemlerinin geliştirilmesini ve ölçüm verilerinin değerlendirilmesini desteklemektedir. DLR şu anda DLR spin-off Volateq ile çalışıyor. Şirket, dijital ikizler kullanan termik güneş enerjisi santralleri ve fotovoltaik sistemlerin ayna alanlarından alınan ölçüm verilerini ve drone görüntülerini analiz etme konusunda uzmanlaşmıştır.
Andasol 3’ün sahibi, Stadtwerke München, RWE Innogy GmbH ve Rheinenergie AG’nin ana hissedar olduğu İspanyol şirketi Marquesado Solar SL’dir. Andasol 3’ün 500.000 metrekarelik güneş alanı, 210.000 parabolik ayna ve 22.000 yutucu tüpten oluşuyor. Santrale, bünyesinde bulundurduğu 29.000 ton tuzunda saatlerce ısı depolayabilen bir termal depolama tankı bağlanmıştır. Termik güneş enerjisi santrali yılda ortalama 3.700 çalışma saatinde yaklaşık 165 gigawatt saat elektrik üretmektedir.
Gemasolar – Isı depolamalı ilk güneş kulesi elektrik santrali
Termik güneş enerjisi santrali Gemasolar, dünyanın bağlantılı termal depolamaya sahip ilk güneş kulesi enerji santralidir. Bu, doğrudan güneş ışığı olmadan 15 saat boyunca güneş enerjisi üretebileceği anlamına gelir.
195 hektarlık bir alan üzerinde 140 metre yüksekliğindeki güneş kulesinin çevresinde eşmerkezli daireler halinde 2.650 heliostat bulunuyor. Aynaların her biri 120 metrekare alana sahip ve gelen güneş ışığını güneş kulesinin tepesindeki radyasyon alıcısına yansıtıyor. Orada, konsantre güneş ışığı tuzu 500 santigrat dereceye kadar ısıtır. Sıcak tuz, bir buhar jeneratöründeki suyu ısıtan bir ısı eşanjörüne gönderilir. Ortaya çıkan su buharı, elektrik üretmek için bir türbini çalıştırır.
Yaklaşık 20 megavat güç ve yıllık 6.450 saate varan çalışma süresi ile Gemasolar, yılda 80 gigawatt saate kadar elektrik sağlıyor. Tesis, Mayıs 2011’den beri faaliyette ve 2020’den beri Avrupa enerji şirketi Q-Energy’ye ait.
Évora – Termik güneş enerjisi santrallerindeki yenilikler için araştırma
Évora, Portekiz’de DLR ve Évora Üniversitesi, Ekim 2021’den bu yana bir güneş termal test tesisi – Évora Erimiş Tuz Platformu (EMSP) işletiyor. Çeşitli test kurulumları, önemli güneş enerjisi alanı bileşenlerinden güneş enerjisi santralleri için kontrol konseptlerine kadar, güneş enerjisi santrallerinde bir ısı transfer ortamı olarak erimiş tuzun test edilmesini sağlar. Tesis, Évora Üniversitesi’ne aittir.
EMSP güneş enerjisi sahasının toplam üretimi 3,5 megavattır. Seri olarak bağlanan dört parabolik oluklu kollektörü, ticari bir sistemin en küçük temel elemanı olan bir kollektör döngüsü oluşturur. Teknolojinin ticari bir elektrik santraline transferi için 50 ila 100 adet bu tür kollektör döngüsü bağlanabilir.
2021’de DLR ve Évora Üniversitesi’nden araştırmacılar, tesisi endüstriyel ortak YARA’nın 90 ton tuzuyla doldurdu ve ardından 500 santigrat dereceye kadar 5.000 saatten fazla çalıştırdı. Şu anda 565 santigrat dereceye kadar sıcaklıklarda farklı bir tuz karışımı ile devreye alma işlemi devam ediyor. Ayrıca, Mart 2023’te proje ortağı TSK-Flagsol’un sözde “HelioTrough® 2.0” parabolik oluk kollektörlerinin dünyadaki ilk operasyonu Solar Salt ile başarıyla tamamlandı. Bunlar, özellikle üçte bir oranında daha uzun bir toplayıcı uzunluğu, daha yüksek bir konsantrasyon faktörü ve geliştirilmiş izleme doğruluğu ile karakterize edilir.
Gelecekte, DLR ve Évora Üniversitesi, endüstri ile birlikte termik güneş enerjisi santralleri için daha fazla yeniliği test etmek istiyor. Bunlar, örneğin güneş enerjisi termik santrallerinin fotovoltaik sistemlerle hibritleştirilmesini, enerjiden ısıtma konseptlerini ve teknolojinin kapsamlı dijitalleştirilmesini içerir.