Fornybare energiløsninger i Antarktis

Abstract

Denne rapporten undersøker muligheten for å introdusere fornybar energiproduksjon i det autonome energisystemet på forskningsstasjonen Troll i Antarktis. Per i dag er stasjonen forsynt med energi fra en dieselgenerator. Denne er overdimensjonert for lasten på Troll, og sliter allerede med driftsproblemer av den årsak. Ønsket om å introdusere fornybar energi kommer fra Miljøverndepartementet og Norsk Polarinstitutt, og springer ut av både energiøkonomiske og miljømessige hensyn.I rapporten simuleres energisystemet på Troll for flere konfigurasjoner med fornybart energitilskudd fra sol og vindenergi, både enkeltvis og i kombinasjon. Modellene er bygget opp, og simuleringen utført med energisimuleringsprogrammet TRNSYS. Modellene er størst mulig grad bygget opp av komponenter med spesifikke data for konkrete, anbefalte teknologier som er vurdert som relevante for Troll. Modellene er også basert på målte data for vindhastighet og solinnstråling fra Troll. Målte data for energiforbruket for stasjonen foreligger i svært liten grad, og det har derfor blitt gjennomført en lastestimering på bakgrunn av Norsk Standard, samt kunnskap om bygningsmassen på Troll. Slik systemet på Troll er i dag, er det nødvendig å skifte ut dieselgeneratoren for å kunne dra nytte av et tilskudd fra fornybar energi. I simuleringene brukes en Low Load Diesel (LLD) generator, som kan kjøre på belastninger ned mot 5 % over lengre tid, uten driftsproblemer. På den måten er det mulig å utnytte en svært høy andel fornybar energi når denne er tilgjengelig.Resultatene viser at de gjennomsnittelige vindhastigheten på Troll er noe lav i forhold til det man anbefaler for å investere i vindturbiner. Likevel gir en konfigurasjon med flere små vindturbiner et jevnt bidrag over året. For solenergi er den innstrålte effekten svært god over store deler av året. Unntaket er tre måneder med mørketid, hvor det ikke er noe solenergi tilgjengelig. Likevel gir solenergi et betraktelig større energibidrag totalt enn det man får fra tilsvarende mengde installert effekt for vindturbiner. En kombinasjon av de to kildene gir nødvendigvis det største bidraget. Denne løsningen anbefales likevel ikke, ettersom det vil komplisere energisystemet ytterligere. Det er svært viktig å velge enkle, solide løsninger for å begrense driftsproblemer i et svært isolert område.De økonomiske beregningene viser at alle konfigurasjonene som har blitt studert er økonomisk lønnsomme. Også der viser det seg at solenergi er den beste løsningen, som vil generere den største besparelsen i dieselutgifter. Sannsynligvis vil dessuten lønnsomheten av en investering i fornybar energi bare øke ettersom verden for tiden opplever en sterk økning i oljeprisen. I tillegg til å være en god investering fra et økonomisk standpunkt, gir en investering i fornybar energi betydelige miljøbesparelser i form av reduserte CO2-utslipp, samt en positiv miljøprofil utad for NPI.