Power am Polarkreis: Umstieg von Kohle auf Solarenergie

Einen Flughafen am Polarkreis mit Solarenergie zu betreiben, mag sich wie ein verwegenes Forschungsprojekt anhören. Doch im norwegischen Svalbard hängt davon alles ab. Der, auf halber Strecke zwischen Norwegen und dem Nordpol gelegene, Flughafen Svalbard ist der nördlichste Verkehrsflughafen der Welt und die letzte Station für Forscher vor dem Aufbruch in die Arktis.

Früher diente Svalbard als Stützpunkt von Walfängern, die auf der Jagd nach Walfischspeck in den tiefen Norden segelten. Derzeit durchlaufen die Inseln einen Strukturwandel: Statt Kohleförderung will man sich künftig auf Forschung und Tourismus konzentrieren. 

Doch da der Großteil der Elektrizität immer noch aus Kohlekraftwerken stammt, erzeugt dieser kleine Flughafen etwa 20% der CO2-Emissionen aller Flughäfen auf dem norwegischen Festland zusammengenommen. Aus diesem Grund wollte der Betreiber des Flughafens Svalbard den Anteil des aus Kohle gewonnenen Stroms reduzieren und so weit wie möglich auf Solarenergie umsteigen.

Allerdings ist die Startbahn des Flughafens Svalbard auf Permafrost angelegt und der Hangar ist buchstäblich im Boden festgefroren. Zudem herrscht in der Gegend drei Monate im Jahr vollkommene Dunkelheit. Ist das wirklich der geeignete Ort für Solartechnik?

Entgegen dem gesunden Menschenverstand lautet die Antwort: Ja. 

Solarmodule erzeugen bei kaltem Wetter mehr Energie als in einer warmen Umgebung. Und die Module von SunPower sind sogar noch effizienter.

Maximale Solarstromerzeugung ohne Sonnenschein 

Der SunPower-Partner Power Controls AS verfügt über langjährige Erfahrung mit der Installation von Solartechnik in arktischen Regionen. Das Team hat am Flughafen Svalbard in drei Phasen Solartechnik mit insgesamt 40 Kilowatt (kW) an der Fassade und auf dem Dach des Terminals und weiteren 100 kW auf dem Hangar installiert. Gemeinsam erzeugen die Anlagen bis zu 75.000 Kilowattstunden (kWh) sauberen Strom pro Jahr – genug, um 10 % des Strombedarfs des Flughafens abzudecken und in der Arktis 70 Tonnen CO2-Emissionen pro Jahr zu vermeiden.

Die Stromerzeugung der Anlage liegt über den Erwartungen, was das Team von Power Controls jedoch kaum überrascht hat. Schließlich erzeugen SunPower Maxeon-Module, auf der gleichen Fläche wie herkömmliche Module, in den ersten 25 Jahren 35% mehr Strom.1 SunPower 400 W, 22,6 % Wirkungsgrad, im Vergleich zu einem herkömmlichen Modul auf gleicher Fläche (310 W Mono PERC, 19 % Wirkungsgrad, ca. 1,64 m²)  

„Forscher aus ganz Europa sind an uns herangetreten, um statistische Daten über die Energieproduktion der PV-Anlage zu erhalten. Alle sind überrascht davon, dass eine Anlage in diesen hohen Breitengraden bis zu 70% dessen produziert, was normalerweise in Deutschland erzeugt würde“, erklärt Dag Halvorsen, CEO von Power Controls.

Angesichts eines Strompreises, der in Svalbard drei Mal so hoch ist wie auf dem norwegischen Festland, erweist sich die Installation einer PV-Anlage laut Halvorsen mit einer Rücklaufzeit von weniger als 8 Jahren als gute Investition.

Das Team von Power Controls installiert an der Fassade des Flughafenterminals Maxeon-Module.

Umstellung einer anfälligen Umgebung auf 100% erneuerbare Energie

In diesem fragilen Ökosystem, dem Reich der Eisbären und anderer gefährdeter Arten, ist es wichtiger denn je, nach Wegen zu suchen, um die CO2-Emissionen drastisch zu senken und den örtlichen Strombedarf nachhaltig und erschwinglich zu decken. Die Kohlevorräte könnten schon 2025 zur Neige gehen.

In der 5 km südöstlich vom Flughafen gelegenen Ortschaft Longyearbyen wird Netzstrom immer noch hauptsächlich mit Kohle erzeugt, doch es müssen Alternativen her. Wind- und Solarenergie ergänzen einander in der Arktis, da in den dunkelsten Wintermonaten Wind eine Menge sauberer Energie erzeugen kann. Im Sommer profitiert die Solartechnik vom Vorteil der Mitternachtssonne – 24 Stunden Tageslicht.   

Für 2020/2021 ist am Flughafen eine vierte Installationsphase geplant. Damit wird sich die gesamte installierte Solarleistung vervierfachen. Ab diesem Zeitpunkt wird die PV-Anlage genug Strom produzieren, um in den Sommermonaten einen Teil in das Netz des örtlichen Stromanbieters einzuspeisen und in Longyearbyen den Anteil des Stroms aus Kohlekraftwerken zu reduzieren.

Mit der richtigen Technologie kann Solartechnik selbst im eisigen Norden einen bedeutsamen Teil im Energiemix darstellen. Das sind gute Nachrichten für die Eisbären in der Arktis – und für uns alle.

Projektübersicht

Projekttyp: Flughafen in der Arktis
Systemgröße: 140 kW Maxeon-Module

Schwierigkeit:		Lösung:
	Hoher Energiebedarf	Höchster Wirkungsgrad aller handelsüblichen Solarmodule (höchste Leistung/m2)2 Basierend auf den Angaben in Datenblättern auf den Websites der 20 führenden Hersteller laut IHS (Stand: Mai 2019). 35 % mehr Energie in den ersten 25 Jahren bei gleichem Platzbedarf3 SunPower 370 W, 22,7 % Wirkungsgrad, im Vergleich zu einem herkömmlichen Modul auf gleicher Fläche (310 W Mono PERC, 19 % Wirkungsgrad, ca. 1,64 m²)
	Langfristige Zuverlässigkeit an entlegenen Orten	Niedrigere Degradationsrate als herkömmliche Solarmodule4 Jordan et al.: „Robust PV Degradation Methodology Application“, PVSC 2018, und „Compendium of Photovoltaic Degradation Rates“, PiP 2016. 25 Jahre branchenführende Garantie5 Auf Grundlage eines im Januar 2019 durchgeführten Vergleichs der Garantiebestimmungen auf den Websites der 20 führenden Hersteller laut IHS (Stand: 2018).
	Schwierige Lichtbedingungen	Überlegene spektrale Leistung für eine höhere Energieausbeute
	Starker Schneefall und anhaltende Minusgrade	Haltbarkeit in extremen Frostzyklen