Energia nel Circolo Polare Artico: passare dal carbone al solare

Alimentare con energia solare un aeroporto nel Circolo Polare Artico potrebbe sembrare un interessante progetto di ricerca. Ma nelle isole Svalbard, Norvegia, è di vitale importanza. Situato a metà strada tra Norvegia e Polo Nord, quello delle Svalbard è l'aeroporto commerciale più a nord del mondo e un'ultima tappa per i ricercatori che proseguono oltre.

Un tempo le isole Svalbard erano utilizzate come base dai balenieri che salpavano nell'estremo nord alla ricerca di grasso animale. Oggi le imprese nelle isole stanno abbandonando le miniere di carbone in favore di ricerca e turismo. 

Tuttavia, poiché la maggior parte della propria energia proviene ancora da centrali elettriche a carbone, questo piccolo aeroporto genera quasi il 20 per cento dell'impronta ecologica di tutti gli aeroporti della Norvegia continentale messi insieme. Per questo motivo le autorità dell'Aeroporto delle Svalbard hanno deciso di ridurre la quantità di energia elettrica da fonti fossili e passare quanto più possibile a quella solare.

Eppure la pista di atterraggio dell'Aeroporto delle Svalbard è costruita sul permafrost e la base dell'hangar è letteralmente avvolta dal terreno ghiacciato. Per tre mesi all'anno la regione vive nel buio più totale. Si tratta davvero di un luogo adatto al solare?

Contrariamente a quanto si potrebbe pensare, la risposta è sì. 

I pannelli solari producono più energia in un clima freddo che in uno caldo. E se i pannelli sono SunPower, funzionano ancora meglio.

Massimizzare la produzione solare dove il sole non c'è 

Power Controls AS, partner di SunPower, ha molti anni di esperienza nell'installazione di impianti fotovoltaici nelle regioni artiche. Il team si è occupato del solare dell'Aeroporto delle Svalbard in tre fasi, con un totale di 40 kilowatt (kW) sulla facciata e sul tetto del terminal e altri 100 kW sull'hangar. I sistemi hanno prodotto complessivamente oltre 75.000 kilowattora (kWh) di energia pulita all'anno, sufficienti a coprire il 10 per cento del consumo elettrico dell'aeroporto, eliminando ogni anno 70 tonnellate di emissioni di carbonio dall'aria dell'Artico.

Il sistema ha prodotto in surplus, ma per il team di Power Controls non c'è nulla di cui stupirsi. I pannelli SunPower Maxeon generano il 35 per cento di energia in più nei primi 25 anni rispetto ai pannelli convenzionali, a parità di spazio.1 Pannello SunPower da 400 W, con efficienza del 22,6% rispetto a un pannello convenzionale su campi di pari dimensioni (mono PERC 310 W, efficienza del 19%, circa 1,64 m²)  

"Ricercatori da tutta Europa ci hanno contattati per ricevere le statistiche della produzione energetica degli impianti fotovoltaici, e tutti loro sono rimasti sorpresi dal fatto che a queste latitudini estreme il sistema producesse più del 70 per cento di quanto avvenga tipicamente in Germania," spiega Dag Halvorsen, CEO di Power Controls.

Con un costo dell'energia elettrica tre volte superiore alla Norvegia continentale, installare il fotovoltaico nelle isole Svalbard è un ottimo investimento, con un tempo medio di rientro inferiore a otto anni, secondo Halvorsen.

Il team di Power Controls installa pannelli Maxeon sulla facciata del terminal

Accompagnare un ecosistema fragile verso il 100% di rinnovabili

In questo delicato contesto naturale, regno dell'orso polare e di altre specie a rischio, trovare dei modi per ridurre drasticamente le emissioni di carbonio, provvedendo allo stesso tempo al fabbisogno energetico in modo sostenibile e conveniente, è diventata una questione sempre più cruciale. I giacimenti di carbone potrebbero esaurirsi entro il 2025.

Nella città di Longyerabyen, a cinque chilometri dall'aeroporto, la rete elettrica è ancora alimentata in prevalenza con il carbone. Ma è necessario trovare delle alternative. Eolico e solare cooperano bene nell'Artico, poiché il vento può produrre molta energia pulita durante i mesi invernali più scuri. In estate, il solare trae il massimo vantaggio dal sole di mezzanotte: 24 ore di luce solare.  

Una quarta fase dell'installazione di FV nell'aeroporto è prevista per il 2020/2021, quando l'energia solare totale installata sarà quadruplicata. A quel punto, il sistema FV produrrà abbastanza energia per alimentare la rete elettrica locale durante i mesi estivi, riducendo il fabbisogno energetico di origine fossile di Longyearbyen.

Con la giusta tecnologia, persino nel gelido nord il solare può avere ancora un parte significativa nella combinazione energetica. Una buona notizia per gli orsi polari dell'Artico. Ma anche per tutti noi.

Riepilogo progetto

Tipo di progetto Aeroporto artico
Capacità del sistema: Pannelli Maxeon da 140 kW

Problema:		Soluzione:
	Elevato fabbisogno energetico	Numero 1 per efficienza fotovoltaica disponibile sul mercato (più potenza/m2)2 In base all'analisi delle schede tecniche pubblicate sui siti web dei 20 principali produttori secondo IHS, dati aggiornati a maggio 2019. Fino al 35% di energia in più nello stesso spazio per i primi 25 anni3 Pannello SunPower da 370 W, con efficienza del 22,7%, rispetto a un pannello convenzionale su campi di pari dimensioni (mono PERC 310 W, efficienza del 19%, circa 1,64 m²)
	Affidabilità a lungo termine per luoghi remoti	Usura minore rispetto ai pannelli convenzionali4 Jordan, et al, "Robust PV Degradation Methodology Application" PVSC 2018 e "Compendium of Photovoltaic Degradation Rates" PiP 2016. Garanzia di 25 anni leader del settore5 In base all'analisi delle garanzie riportate nel mese di gennaio 2019 sui siti web dei 20 principali produttori secondo i dati di IHS per il 2018.
	Condizioni di scarsa illuminazione:	Prestazioni spettrali superiori per un rendimento energetico maggiore
	Forti nevicate e temperature sotto zero prolungate	Durevolezza nelle fasi estreme di congelamento dell'acqua