Project van de week | Prinses Elisabeth station op Antarctica: ideale en uitdagende omstandigheden voor zonnepanelen

Guus Luppens richt zich met Pull The Plug op het energieautonoom maken van nieuwe of bestaande woningen. Het bedrijf uit Overijse bij Brussel verzorgt daarbij het gehele traject van metingen van het verbruiksprofiel van huishoudens, ontwerp tot en met installatie van producten zoals zonnepanelen en batterijen. In de arctische zomermaanden, november tot en met februari, is Luppens echter te vinden op het Prinses Elisabeth station, de Belgische wetenschappelijke basis op Antarctica. Dit onderzoeksstation werd ontworpen, gebouwd en wordt beheerd door de International Polar Foundation.

Levensbelang
‘Daar doen researchers uit verschillende landen onder andere biologisch, geologisch en glaciologisch onderzoek’, aldus Luppens. ‘Ons station is niet het enige op Antarctica. Maar het is wel uniek in zijn energievoorziening. Die is 100 procent hernieuwbaar om de ecologische impact op de omgeving te minimaliseren. Het Princess Elisabeth Antarctica station is het eerste en nog steeds enige zero emission-station op Antarctica en heeft daarom een voorbeeldfunctie voor de rest van de stations op het continent die grotendeels op dieselgeneratoren draaien. Mijn primaire taak is zorgen dat de energievoorziening het altijd doet, dat is van levensbelang in een gebied waar de temperatuur tot -35 graden Celsius kan zakken.’

Bifacials
Het Prinses Elisabeth station bestaat al 15 jaar en wordt gerund door de International Polar Foundation. Het maakt sinds de start gebruik van zonnepanelen. Die staan om de basis heen. Een systeem van zonthermische panelen, met een totaaloppervlak van 90 vierkante meter, produceert jaarlijks gemiddeld 17.485 kilowatt aan zonnewarmte. Een tweede installatie telt 384 pv-modules, waarvan 96 bifacials. De zonnestroominstallatie is goed voor een vermogen van 72,5 kilowattpiek. In totaal voorziet de zon voor 40,1 procent in de energiebehoefte. 9 windmolens met een piekvermogen van 54 kilowatt, een loodzuurbatterij van 460 kilowattuur/60 kilovoltampère en 2 back-up generatoren – die al 2 jaar niet meer hoefden bij te springen – completeren de off grid-energievoorziening.

Loodrecht
Luppens en zijn team installeerden deze arctische zomer 44 zonnepanelen ten oosten van het station. ‘Dat is onderdeel van de organische groei van het off grid-systeem; er draaien nog steeds oude Kyocera-zonnepanelen van 130 wattpiek – de nieuwste waren Bisol-zonnepanelen van 380 wattpiek. Hiermee is de cirkel van zonnepanelen rondom het station voltooid. Er valt altijd wel zonnestraling loodrecht op een deel van de zonnepanelen, en dat 24 uur per dag. De zon gaat immers niet onder gedurende de arctische zomer. Om onze footprint verder te verkleinen, hebben we ook onze mobiele containers, die naar de onderzoekslocatie worden versleept, additioneel uitgerust met zonnepanelen. Hiervoor werden de oude Kyocera-zonnepanelen van 130 wattpiek gebruikt, omdat er voldoende oppervlakte ter beschikking was.

 Prestatie van formaat
‘De omstandigheden voor zonnepanelen kunnen niet idealer zijn dan op Antarctica’, aldus Luppens. Het systeem produceert 24/7 groene stroom. Bovendien is er veel reflectie door de sneeuw; door het albedo-effect wordt er meer elektriciteit geproduceerd. Daarnaast is de kou bevorderlijk voor het rendement van de zonnepanelen; 0,35 procent winst per graad onder de 25 graden Celsius. Hij noemt het realiseren van de installatie – ook in totaliteit – echter een prestatie van formaat, en spreekt over het overwinnen van vele uitdagingen, allereerst wat betreft de logistiek. Zie al die spullen maar eens daar te krijgen.

Barre omstandigheden
Luppens: ‘We varen ze in over zee. Dan moeten ze nog eens 200 kilometer in barre omstandigheden landinwaarts worden vervoerd. Vervolgens is het handmatig sjouwen, 192 batterijcellen van 60 kilo naar binnen tillen is geen sinecure bijvoorbeeld. Ook is installatie van zonnepanelen natuurlijk een uitdaging door de vrieskou. Voorbereiding is alles. Je kunt niet zomaar even ontbrekende onderdelen aanvoeren, de dichtstbijzijnde stad is 6.000 kilometer verderop. Ben je iets vergeten of gebeurt er iets onverwachts, dan zul je moeten improviseren. Daarnaast gaan we steeds verder in het CO2-neutraal maken van de operatie. Onze tractoren rijden op diesel, we willen naar elektrisch. Iedereen weet dat lithium-ionbatterijen niet goed presteren in de kou. Mede daarom kijken we momenteel naar de mogelijkheid om waterstof te produceren met het overschot aan zonnestroom. Daarom testen we dit jaar een elektrolyser in België onder arctische condities, om die hopelijk volgend jaar ter plekke te installeren.’