Stazione di ricerca in Antartide

Dati dell'oggetto

• 9 turbine eoliche SD Wind Energy da 6 kW

• Sistema fotovoltaico da 60 kWp

• Sistema multi-cluster SMA da 60 kW fuori rete

• Batterie al piombo-acido da 192 x 1250 Ah

• 4 x my-PV AC•THOR 9s (9 kW)

• 1 x my-PV AC•THOR (3kW)

Descrizione

La base polare belga Principessa Elisabetta in Antartide è stata la prima (e rimane l'unica) stazione alimentata completamente da energia rinnovabile. La stazione è gestita dalla Fondazione Polare Internazionale (IPF) con sede a Bruxelles. Questa fondazione no-profit si è prefissa l'obiettivo di stabilire la prima base polare completamente neutra dal punto di vista del carbonio. Ciò perché il funzionamento esclusivo al diesel è dannoso per l'ambiente e molto costoso a causa delle lunghe distanze di trasporto del carburante. Qui, un litro di diesel può costare fino a 12 euro.

Il sole e il vento mantengono cariche le 15 tonnellate di batterie per alimentare gli strumenti scientifici, la cucina, le lavatrici, il satellite internet, ecc. Il sistema doveva essere sovradimensionato per garantire abbastanza energia durante i giorni con poca presenza di vento o sole. Ciò porta a giornate con un eccesso di energia sia solare che eolica, e quindi a un surplus energetico che finora non è stato utilizzato.

Per questo motivo, gli ingegneri della stazione hanno implementato diversi unità AC•THOR che possono utilizzare linearmente tutto l'eccesso di elettricità per riscaldare grandi serbatoi tampone e spazi. L'acqua calda immagazzinata viene utilizzata per sciogliere la neve, che è necessaria come acqua potabile vitale per l'equipaggio della stazione e per gli scienziati.

Lo stesso principio viene utilizzato per sciogliere la neve per le docce e l'uso in cucina. Prima di implementare le unità AC•THOR, i riscaldatori ad immersione erano controllati dal PLC in modalità on/off, rendendo il sistema dell'isola molto instabile.

Durante la stagione 2019/2020 è stato costruito un nuovo edificio garage meccanico completo. L'obiettivo era dotare questo edificio di riscaldatori a infrarossi per utilizzare l'eccedenza di energia e fornire ai nostri meccanici un riscaldamento dello spazio confortevole.

Perché lo storage ibrido?

I sistemi fotovoltaici off grid devono essere sovradimensionati per fornire abbastanza energia in tutti i periodi. Ciò porta a una potenza PV non utilizzata e a una significativa perdita di energia durante le stagioni soleggiate. AC•THOR rileva la frequenza di rete degli inverter e, in caso di eccesso di energia, la potenza viene deviata per potenziare gli elementi riscaldanti elettrici in tutta la stazione. La temperatura desiderata può anche essere facilmente regolata con AC•THOR. La capacità di stoccaggio nel sistema offgrid può essere aumentata in modo economico. L'energia viene ora utilizzata che prima veniva sprecata.

Funzionalità

Tra molte altre caratteristiche eccezionali, AC•THOR funziona con inverter di batterie a spostamento di frequenza. Questi inverter aumentano la frequenza AC quando la batteria è completamente carica. Questo segnala all'inverter fotovoltaico di limitare la potenza per evitare sovraccarichi della batteria. AC•THOR rileva un eccesso di potenza misurando questo aumento di frequenza. Aumenta la potenza di riscaldamento fino a quando il sistema è bilanciato, prima che l'inverter fotovoltaico riduca la potenza. In questo modo utilizza automaticamente l'energia in eccesso per lo stoccaggio termico controllando linearmente la potenza per utilizzare esattamente la quantità di potenza fotovoltaica rimanente e evitare lo scaricamento della batteria.

Schema di sistema

AC•THOR è collegato a una presa AC come qualsiasi altro carico. Non è necessario alcun cablaggio aggiuntivo per la comunicazione.

L'ordine cronologico del concetto di stoccaggio ibrido è quello di fornire prima i carichi attuali, successivamente gli eccedenti vengono utilizzati per caricare la batteria e solo l'energia in eccesso rimanente viene utilizzata per il riscaldamento dell'acqua.