Station de recherche en Antarctique

Données d'objet

• 9 éoliennes SD Wind Energy de 6 kW

• Système photovoltaïque de 60 kWc

• Système multi-cluster SMA de 60 kW hors réseau

• 192 batteries au plomb-acide de 1250 Ah

• 4 x my-PV AC•THOR 9s (9 kW)

• 1 x my-PV AC•THOR (3 kW)

Description

La base polaire belge Princesse Élisabeth en Antarctique a été la première (et reste la seule) station à être entièrement alimentée par des énergies renouvelables. La station est exploitée par la Fondation internationale polaire (IPF) basée à Bruxelles. Cette fondation à but non lucratif s'est fixé pour objectif d'établir la première base polaire entièrement neutre en carbone. Cela est dû au fait que le fonctionnement exclusif au diesel est nuisible à l'environnement et très coûteux en raison des longues distances de transport du carburant. Ici, un litre de diesel peut coûter jusqu'à 12 €.

Le soleil et le vent maintiennent les 15 tonnes de batteries chargées pour alimenter les instruments scientifiques, la cuisine, les machines à laver, le satellite internet, etc. Le système a dû être surdimensionné pour s'assurer qu'il y a suffisamment de puissance lors des journées avec peu de vent ou de soleil disponibles. Cela se traduit par des journées avec beaucoup d'excès de puissance des deux côtés, et donc un surplus d'énergie qui jusqu'à présent n'était pas utilisé.

Pour cette raison, les ingénieurs de la station ont mis en place plusieurs unités AC•THOR qui peuvent utiliser de manière linéaire tout l'excédent d'électricité pour chauffer de grands réservoirs tampons et des espaces. L'eau chaude stockée est utilisée pour faire fondre la neige, nécessaire comme eau potable vitale pour l'équipage de la station et les scientifiques.

Le même principe est utilisé pour faire fondre la neige pour les douches et l'utilisation en cuisine. Avant la mise en place des unités AC•THOR, les chauffe-eau à immersion étaient contrôlés par le PLC en mode marche/arrêt, ce qui rendait le système de l'île très instable.

Pendant la saison 2019/2020, un tout nouveau bâtiment de garage mécanique a été construit. L'objectif était d'équiper ce bâtiment de chauffages infrarouges pour utiliser davantage de surplus d'énergie et offrir à nos mécaniciens un espace de travail confortable.

Pourquoi le stockage hybride ?

Les systèmes photovoltaïques hors réseau doivent être surdimensionnés afin de fournir suffisamment d'énergie en toutes circonstances. Cela entraîne une puissance PV inutilisée et une perte d'énergie significative pendant les saisons ensoleillées. L'AC•THOR détecte la fréquence du réseau des onduleurs et en cas d'excès d'énergie, la puissance est redirigée pour augmenter les éléments chauffants électriques dans toute la station. La température cible souhaitée peut également être facilement ajustée avec l'AC•THOR. La capacité de stockage dans le système hors réseau peut être augmentée de manière économique. L'énergie est désormais utilisée alors qu'elle était gaspillée auparavant.

Fonctionnalité

Parmi de nombreuses autres caractéristiques exceptionnelles, AC•THOR fonctionne avec des onduleurs de batterie à décalage de fréquence. Ces onduleurs augmentent la fréquence du courant alternatif lorsque la batterie est complètement chargée. Cela signale à l'onduleur PV de limiter la puissance pour éviter la surcharge de la batterie. AC•THOR détecte l'excès de puissance en mesurant cette augmentation de fréquence. Il augmente la puissance de chauffage jusqu'à ce que le système soit équilibré, avant que l'onduleur PV ne réduise sa puissance. Ainsi, il utilise automatiquement l'excès d'énergie pour le stockage thermique en contrôlant sa puissance de manière linéaire pour utiliser exactement la quantité de puissance PV restante et éviter de décharger la batterie.

Schéma du système

AC•THOR est branché dans une prise secteur comme n'importe quelle autre charge. Aucun câblage de communication supplémentaire n'est nécessaire.

L'ordre chronologique du concept de stockage hybride est de fournir d'abord les charges actuelles, ensuite les excédents sont utilisés pour charger la batterie et seule l'énergie excédentaire restante est utilisée pour le chauffage de l'eau.