Februari 2018
Eerste thermische zonne-energiecentrale Israël binnenkort in bedrijf
De nieuwe Ashalim Thermo Solarcentrale in Israël levert ook zonnestroom als de zon onder is. Het teveel aan zonnewarmte wordt overdag opgeslagen in tanks met vloeibaar zout, die de warmte afgeven aan de centrale wanneer de zon is ondergegaan. Het project in de Negev-woestijn bevat de laatste technische hoogstandjes op het gebied van thermische zonne-energie, waaronder de grootste zonnetoren ter wereld met een hoogte van maar liefst 250 m.
De Ashalim-centrale in de Negev-woestijn wordt de eerste thermische zonne-energiecentrale in Israël en heeft een output van 320 GWh/a. Het project wordt gerealiseerd door een consortium met onder meer BrightSource Energy. De techniek van BrightSource is een doorontwikkeling van de ‘s werelds grootste thermische zonne-energiecentrale, Ivanpah Solar Electric Generating System, een 390 MW centrale in Californië. Deze centrale is opgeleverd in 2013 en daar loopt het nog niet allemaal zo lekker. Het vermogen dat de centrale levert valt namelijk nogal tegen. In een persverklaring laat Joe Desmond, senior vice-president van BrightSource, weten dat zijn bedrijf bij de bouw van de thermische zonne-energiecentrale werkt met een leercurve en dat BrightSource sindsdien veel heeft geleerd.
Een van die leerpunten is dat bij de bouw in Israël niet is gekozen voor een toren van 140 m, zoals bij Ivanpah, maar voor bijna een verdubbeling van de hoogte. Met die hoogte denkt de onderneming de maximale hoeveelheid energie op te kunnen wekken op de beschikbare ruimte van 3,15 km2. Dit vereist nauwer gepositioneerde parabolische spiegels, waardoor de toren tweemaal zo hoog moest worden. Een hogere toren vermindert bovendien storing van schaduwen tussen de rijen en de spiegels onderling.
Draadloos
Aan zon is er in de Negev-woestijn geen gebrek. De centrale maakt er overdag dan ook volop gebruik van. In halve cirkels staan in totaal 50.600 heliostaten opgesteld, computergestuurde spiegels van 4 bij 5,2 m. Elk heliostaat bestaat uit vier platte spiegels van ijzerarm glas. Het nieuwe, gestroomlijnde ontwerp maximaliseert het totaal reflecterende oppervlak. De constructie van staal garandeert ondanks het agressieve woestijnklimaat een levensduur van meer dan 25 jaar.
Ashalim is de eerste zonnecentrale die draadloos werkt, stelt Didi Paz, directeur van Negev Energy, het bedrijf dat de centrale gaat exploiteren. ‘Elke heliostaat communiceert draadloos met het geïntegreerde controlesysteem. Dat is een primeur voor de industrie. Ook het hart van de zonnecentrale bestaat uit de nieuwste generatie apparatuur. Er wordt eigen optimalisatiesoftware gebruikt met de nieuwste algoritmen en een besturingssysteem dat in staat is om een hogere energie-output per m2 te leveren.’
Synthetische olie
De collectoren richten de zonnestralen op een centrale buis die is bevestigd op het punt waar de zonnestralen elkaar snijden. In de leidingen en de buis zit een synthetische olie, die wordt opgewarmd tot ongeveer 390 °C. De buizen hebben een totale lengte van 203 km. Door de buizen loopt de verhitte olie naar het eiland in het midden van het terrein. Daar bevinden zich een onderhoudswerkplaats voor de spiegels, de kantoren en de centrale die de warmte gebruikt om water te verhitten tot stoom.
Net als traditionele elektriciteitscentrales wekt Ashalim vermogen op door het creëren van stoom die een turbine in beweging brengt. Wordt de stoom opgewekt in de boiler die bovenop de toren staat, de turbine bevindt zich aan de voet daarvan. Naast de zonnetoren staat een enorme condensor, die de stoom opvangt nadat deze uit de turbine komt. In de condensor wordt de stoom weer afgekoeld, zodat het water kan worden hergebruikt.
Als de zon is ondergegaan, gaat de elektriciteitsproductie gewoon door. Het teveel aan zonnewarmte overdag wordt opgeslagen in tanks met vloeibaar zout, die de warmte afgeven aan de centrale wanneer de zon is ondergegaan.
Zout koelwater
Het koelwater is afkomstig uit de Middellandse Zee. De centrale recyclet het water zo veel mogelijk. Als het zoutpercentage van het koelwater te hoog is, laat de centrale het water verdampen in vijvers waarna het zout wordt afgevoerd. Zonnewarmte aanwenden om stoom en vervolgens elektriciteit te maken, is inmiddels een beproefde methode. Wereldwijd maken meer dan honderd elektriciteitscentrales gebruik van deze techniek en tientallen andere centrales zijn in aanbouw.
Als de berekeningen niet teleurstellen zal de Ashalim Thermo Solarcentrale dit jaar 1 procent van de totale elektriciteitsvraag in Israël gaan leveren. Israël wekt vandaag de dag slechts 2,6 procent van zijn elektriciteit op met hernieuwbare energie. In 2030 moet dat 17 procent zijn, maar weinigen in Israël geloven dat dat gaat lukken. De Ashalimcentrale is het begin, vier andere centrales zijn gepland. De komende jaren moeten die samen 300 MW stroom leveren, evenveel als een doorsneegascentrale. Twee van de vier centrales gaan stroom opwekken met zonnepanelen en zetten zonne-energie dus direct om in stroom. De andere twee zullen ook van het type thermo-solar worden.
Verzet
De nieuwe centrale is vernoemd naar het woestijndorpje Ashalim. De realisatie had nogal wat voeten in aarde vanwege het verzet van de plaatselijke bevolking. De honderd families die er wonen gedroegen zich in het begin tamelijk vijandig. Volgens Paz is dat uiteindelijk allemaal goed gekomen. ‘Veel inwoners kozen in het verleden om in Ashalim te gaan wonen vanwege de stilte in de woestijn. En ineens wordt die ruw verstoord door de komst van 1.100 arbeiders. Onder hen zijn ruim driehonderd bedoeïenen, een bevolkingsgroep die heeft geleden onder werkloosheid en sociaaleconomische problemen. Daarnaast vestigden zich veel lassers uit Kroatië en bouwvakkers uit Turkije en Spanje in het dorp. Sommige bewoners hebben nu blijvend werk gevonden bij de centrale. Wij onderhouden nu voortdurend contact met de dorpsbewoners. En passant is ook de infrastructuur van het dorp gemoderniseerd.’
Bij de bouw van de centrale is het milieu zo veel mogelijk ontzien. De centrale ligt tussen twee wadi’s, riviertjes die gedurende het grootste deel van het jaar droog staan. Een ervan is omgelegd om de bouw mogelijk te maken. BrightSource Energy had overigens bij de bouw van de Ivanpa-centrale in California ook al het nodige te stellen met milieu-perikelen en heeft daar kennelijk de nodige lessen uit getrokken. Die centrale was controversieel vanwege haar locatie in een woestijnhabitat, waar ze een bedreiging vormde voor de woestijnschildpad. Daarnaast was er veel weerstand tegen de centrale omdat die een grote inbreuk zou leveren op het landschap.
Raketaanvallen
In Israël is er nog een ander probleem. De centrale ligt 30 km van de grens met Egypte en 50 km van de grens met de Gazastrook. Een risicovolle locatie, zo op het eerste gezicht. In de regio wil nog wel eens een verdwaalde raket terechtkomen vanuit Palestijns gebied. ‘We lopen inderdaad enig risico in verband met Gaza’, erkent Paz. ‘Maar onze verzekering is op orde. Als er spiegels worden beschadigd, kunnen we die direct herstellen. We hebben slechts één turbine, maar de centrale is zo ingericht dat we goed beschermd zijn en schade snel kunnen repareren. Israël kan het zich niet permitteren dat de elektriciteitscentrales stil komen te liggen.’
Tekst: Mari van Lieshout
Fotografie: Industrie