Energia w Arktyce: Przejście od węgla do energii słonecznej

Prowadzenie lotniska w Arktyce z wykorzystaniem energii słonecznej może wydawać się interesującym projektem badawczym. Ale w norweskiej prowincji Svalbard jest to zastosowanie o kluczowym znaczeniu. Zlokalizowane między kontynentalną częścią Norwegii i Biegunem Północnym lotnisko Svalbard jest najbardziej wysuniętym na północ obiektem komercyjnym tego rodzaju oraz ostatnim przystankiem dla badaczy udających się w stronę bieguna.

Svalbard służyło kiedyś jako baza dla wielorybników, którzy podróżowali na daleką północ w poszukiwaniu tranu. Obecnie przemysł wyspy odchodzi od wydobycia węgla na rzecz badań i turystyki. 

Jako że większość elektryczności pochodzi nadal z zasilanych węglem elektrowni, to niewielkie lotnisko generuje niemal tyle dwutlenku węgla, ile wynosi 20% łącznej emisji z lotnisk w kontynentalnej części Norwegii. Z tego powodu władze lotniska Svalbard chciały zredukować ilość prądu pozyskiwanego ze spalania węgla i przejść w jak największym stopniu na energię słoneczną.

Pas startowy na lotnisku został położony na wiecznej zmarzlinie, zaś hangar jest dosłownie przymarznięty do podłoża. Przez trzy miesiące w ciągu roku region ten spowija całkowita ciemność. Czy to faktycznie dobre miejsce na energię słoneczną?

Wbrew temu, co podpowiada rozsądek, odpowiedź brzmi: tak. 

Panele fotowoltaiczne wytwarzają więcej energii w niskiej temperaturze niż w wysokiej. W przypadku paneli SunPower efekty są nawet lepsze.

Maksymalizacja zasilania energią słoneczną w miejscu bez słońca 

Firma Power Controls AS, będąca partnerem SunPower, ma wiele lat doświadczenia w instalowaniu systemów fotowoltaicznych w obszarze arktycznym. Zespół pracował przy trzech etapach instalowania paneli fotowoltaicznych dla lotniska Svalbard, zapewniających łącznie 40 kW na fasadzie i dachu terminalu lotniczego oraz kolejne 100 kW na hangarze. Wszystkie systemy wytwarzają razem ponad 75 tys. kWh czystej energii elektrycznej w ciągu roku, co wystarcza do zaspokojenia 10% zapotrzebowania lotniska na prąd i pozwala uniknąć emisji 70 ton metrycznych dwutlenku węgla z Arktyki każdego roku.

System produkuje nadwyżkę energię, ale to nic zaskakującego dla zespołu Power Controls. Panele SunPower Maxeon wytwarzają o 35% więcej energii przez pierwsze 25 lat użytkowania niż panele konwencjonalne na tej samej powierzchni.1 SunPower 400 W, wydajność 22,6%, w porównaniu do konwencjonalnych paneli o tych samych wymiarach (310 W, monokrystaliczne PERC, wydajność 19%, około 1,64 m²)  

„Badacze z całej Europy kontaktowali się z nami, aby uzyskać dane statystyczne na temat produkcji energii z naszego systemu fotowoltaicznego i każdy był zaskoczony tym, że przy takiej szerokości geograficznej system wytwarza ilość energii odpowiadającą 70% produkcji takiej samej instalacji w Niemczech”, wyjaśnia Dag Halvorsen, dyrektor Power Controls.

Biorąc pod uwagę cenę elektryczności w prowincji Svalbard, która jest trzykrotnie większa niż w kontynentalnej części Norwegii, instalowanie ogniw fotowoltaicznych w tym miejscu jest dobrą inwestycją z oczekiwanym średnim czasem zwrotu poniżej ośmiu lat, jak twierdzi Halvorsen

Zespół Power Controls instaluje panele Maxeon na fasadzie terminalu lotniska.

Przestawianie delikatnego ekosystemu na energię odnawialną

W tym delikatnym środowisku naturalnym, będącym domem dla niedźwiedzi polarnych i innych wrażliwych gatunków, znalezienie sposobów na drastyczną redukcję emisji dwutlenku węgla przy zrównoważonym i ekonomicznym zasilaniu lokalnych obiektów staje się coraz ważniejszym zadaniem. Rezerwy węgla mogą się skończyć już w 2025 roku.

W miejscowości Longyearbyen, położonej trzy mile od lotniska, sieć energetyczna jest nadal głównie zasilana węglem, ale konieczne jest znalezienie innych rozwiązań. Energia wiatru i słońca dobrze się uzupełniają w Arktyce, ponieważ w ciemniejszych miesiącach zimowych wiatr może wytwarzać wiele czystej energii. W lecie energia słoneczna wykorzystuje cały potencjał słońca — dzień wtedy trwa całą dobę.   

Czwarty etap instalowania paneli fotowoltaicznych na lotnisku zaplanowano na lata 2020/2021, kiedy to zainstalowana moc paneli wzrośnie czterokrotnie. Od tego czasu system fotowoltaiczny będzie produkować wystarczającą ilość energii, aby zasilć część lokalnej sieci w miesiącach letnich, redukując ilość prądu pobieranego przez Longyearbyen z elektrowni zasilanych węglem.

Z odpowiednią technologią nawet na zamarzającej północy energia słoneczna może stanowić istotny element miksu energetycznego. Jest to dobra wiadomość dla niedźwiedzi polarnych z Arktyki i równie pozytywna dla nas wszystkich.