Objectgegevens

• 9 x 6 kW SD Wind Energy windturbines

• 60 kWp zonnestroomsysteem

• Off-Grid 60 kW SMA multi-cluster systeem

• 192 x 1250 Ah loodzuuraccu's

• 4 x mijn-PV AC•THOR 9s (9 kW)

• 1 x mijn-PV AC•THOR (3kW)

Beschrijving

De Belgische poolbasis Prinses Elisabeth in Antarctica was de eerste (en is nog steeds de enige) station die volledig wordt aangedreven door hernieuwbare energie. De basis wordt beheerd door de in Brussel gevestigde International Polar Foundation (IPF). Deze non-profit stichting stelde zich tot doel om de eerste volledig koolstofneutrale poolbasis op te richten. Dit komt doordat de pure dieselwerking schadelijk is voor het milieu en zeer duur is vanwege de lange transportafstanden voor brandstof. Hier kan één liter diesel wel €12 kosten.

Zon en wind houden de 15 ton aan batterijen opgeladen om de wetenschappelijke instrumenten, de keuken, wasmachines, internet satelliet, enz. van stroom te voorzien. Het systeem moest worden overgedimensioneerd om ervoor te zorgen dat er voldoende stroom is tijdens dagen met weinig wind of zonlicht beschikbaar. Dit resulteert in dagen met een overschot aan energie van beide, en dus een energieoverschot dat tot nu toe niet werd gebruikt.

Om deze reden hebben de stationstechnici verschillende AC•THOR-units geïmplementeerd die lineair alle elektriciteitsoverschotten kunnen gebruiken om grote buffertanks en ruimtes te verwarmen. Het opgeslagen warme water wordt gebruikt om sneeuw te smelten, wat noodzakelijk is als vitaal drinkwater voor het stationsteam en wetenschappers.

Hetzelfde principe wordt gebruikt om sneeuw te smelten voor douches en keukengebruik. Voordat de AC•THOR units werden geïmplementeerd, werden dompelaars in aan/uit-modus aangestuurd door de PLC, wat het eilandsysteem zeer instabiel maakte.

Tijdens het seizoen 2019/2020 werd er een volledig nieuwe mechanische garage gebouwd. Het doel was om dit gebouw uit te rusten met infraroodverwarmers om meer energieoverschot te gebruiken en onze monteurs te voorzien van wat comfortabele ruimteverwarming.

Waarom hybride opslag?

Fotovoltaïsche off-grid systemen moeten worden overgedimensioneerd om voldoende energie te leveren gedurende alle periodes. Dit leidt tot onbenutte PV-energie en een aanzienlijk energieverlies tijdens zonnige seizoenen. De AC•THOR detecteert de netfrequentie van de omvormers en in geval van overtollige energie wordt de stroom omgeleid om de elektrische verwarmingselementen over het hele station te versterken. De gewenste doeltemperatuur kan ook eenvoudig worden aangepast met AC•THOR. De opslagcapaciteit in het offgrid-systeem kan goedkoop worden opgeschaald. Energie wordt nu gebruikt die eerder verspild werd.

Functionaliteit

Onder vele andere uitstekende kenmerken werkt AC•THOR met frequentieverschuivende batterijomvormers. Deze omvormers verhogen de wisselstroomfrequentie wanneer de batterij volledig is opgeladen. Dit signaleert de PV-omvormer om de stroom te beperken om overladen van de batterij te voorkomen. AC•THOR detecteert overmatig vermogen door deze frequentiestijging te meten. Het verhoogt het verwarmingsvermogen totdat het systeem in balans is, voordat de PV-omvormer wordt verminderd. Hierdoor gebruikt het automatisch het teveel aan energie voor thermische opslag door de stroom lineair te regelen om precies de hoeveelheid van de resterende PV-stroom te gebruiken en het ontladen van de batterij te voorkomen.

Systeemschema

AC•THOR wordt in een stopcontact gestoken zoals elk ander apparaat. Er is geen extra communicatiebekabeling vereist.

De chronologische volgorde van het hybride opslagconcept is om eerst de huidige belastingen te voorzien, daarna worden overschotten gebruikt om de batterij op te laden en alleen de resterende overtollige energie wordt gebruikt voor het verwarmen van water.