Stort potensial for polare solkraftverk – men krever tilpasning for å unngå snøfonner

[Redaksjonen.]

Stort potensial for polare solkraftverk – men krever tilpasning for å unngå snøfonner

[Simen1]

Til sammenligning, hvor store problemer hadde Avinor med snøfonner på sine paneler? Hvor mye fikk de ut av sine paneler kontra de bakkemonterte?

[Proton1]

Varme er den viktigste energiformen for å kunne overleve den 4 måneder lange polarnatten i Longyearbyen. Det er vanskelig å se at strøm fra PV-paneler og batterier kan fylle dette behovet med nødvendig kapasitet og for en akseptabel pris. Derimot kan solvarme høstes direkte med solpanel basert på kollektor i vakuumerte glassrør og lagret som varmt vann i en nedlagt gruvegang eller oppvarming av undergrunnen. Slike solpanel er lite påvirket av omgivelsestemperatur og kan produsere vann på 120 grader, og uten kapasitetsbegrensning. Vindmølle og batteri er best skikket til å generere strøm til lys og TV under den lange polarnatten, mens PV-panelene sendes til Sahara.

Eksempel for moro skyld: Energiforbruk i 4 måneder er ca 50 GWh. Om dette skal dekkes med Tesla WallPower batteri kapasitet 13 KWh, pris USD 9500 blir prisen for lagring:

50,000,000 KWh x 9500 USD x 8,5 nok/USD /13 KWh = 310 milliarder kroner. Litt av en lysregning!!!

[Simen1]

Proton1 skrev (1 time siden):

Litt av en lysregning!!!

Hvis hver innbygger trenger 8 100 Watt LED-lys døgnet rundt i 4 måneder så burde de satse seriøst på psykologer der oppe.

Si heller 120 Watt til LED-lys og TV * 16 timer/døgn i snitt, så kan du dele lysregninga på 100.

3,1 milliarder er fortsatt mye penger så løsninga ligger nok ikke i å lagre strøm til lys og TV i Tesla Powerwall. Flytende luft-batterier kan være en bedre løsning for lagring av strøm. I tillegg bør det selvsagt være en redundant backup-løsning for å unngå at store systemfeil gir massedød. Det viktigste med en backupløsning er ikke utslipp siden den vil gå svært sjeldent og dermed har like sjeldne utslipp og lave driftskostnader. Det viktigste er at backupløsninga er trygg og har lave investeringskostnader. Et kullbasert varmekraftverk kan være en ideell backup, som må være der, men som i beste fall aldri brukes.

Endret 12. april 2021 av Simen1

[Aastdalen]

SMR !

[Simen1]

Saltsmeltereaktor er et bra forslag, men kan neppe stå klart tidlig nok, hovedsaklig på grunn av politisk motvilje.

Saltsmeltereaktorer fungerer på den måten at man produserer varme som igjen utnyttes til å produsere strøm via dampturbiner. Det samme går an å gjøre med andre varmekilder, tunet for andre temperatursjikt. Det er også mulig å produsere strøm fra lavtemperert varme via peltier-elementer (kjent og utprøvd teknologi fra RTG brukt både på landjorda og i rommet, bare uten den radioaktive varmekilden)

[Lab Roy]

Hvorfor ikke prøve ut en løsning med dyp jordvarme på Svalbard?

https://climeon.com/geothermal-plants/

 

[Simen1]

Lab Roy skrev (1 time siden):

Hvorfor ikke prøve ut en løsning med dyp jordvarme på Svalbard?

https://climeon.com/geothermal-plants/

De jobber med saken. Det er genialt for å løse varmelagringsbehovet. Takk for at du er oppmerksom på at det trengs to typer sesonglagre på Svalbard: Varmelager og strømlager. Førstnevnte blir nok mye billigere per energimengde enn sistnevnte.

[Snowleopard]

Synes kommentarene som har kommet hittil, bommer fullstendig på hva som ble testet, og altså var målet med prosjektet//studiet/forsøket. Her ville man altså teste hvordan solcelle-panelene best ble plassert for høyest mulig produksjon, og som de og skriver, hvordan snø og vind kompliserer dette.

Det er ikke et forsøk på hvordan man best lagrer energien, eller hvor mye paneler man må ha for å dekke behovet for Svalbard, eller en husholdning. Ei heller er det en sammenligning med andre energiformer, men spesifikt på solcellepaneler og utformingen av et optimalt anlegg. Slikt er noe man kan finne ut i andre prosjekter/studier, eller beregne ut fra de foreløpige funnene, men er heller ikke direkte relatert, da man sikkert må gjøre flere studier før man kommer frem til et endelig resultat.

[Proton1]

Snowleopard:

Synes kommentarene som har kommet hittil, bommer fullstendig på hva som ble testet, og altså var målet med prosjektet//studiet/forsøket.

Proton svar:

Det er ikke kommentarene som bommer, det er hele prosjektet som fremstår som meningsløst og virkelighetsfjernt. Å erstatte 12 MWe og 16 MW varme gjennom polarnatten, som er effekten fra det eksisterende kullkraftverket, er selvsagt umulig med PV-paneler. At det må forskes på optimal retning på panelene, og mulig dannelse av snøfonner rundt anlegget virker bare ufattelig amatørmessig.

[Snowleopard]

Proton1 skrev (23 minutter siden):

Snowleopard:

Synes kommentarene som har kommet hittil, bommer fullstendig på hva som ble testet, og altså var målet med prosjektet//studiet/forsøket.

Proton svar:

Det er ikke kommentarene som bommer, det er hele prosjektet som fremstår som meningsløst og virkelighetsfjernt. Å erstatte 12 MWe og 16 MW varme gjennom polarnatten, som er effekten fra det eksisterende kullkraftverket, er selvsagt umulig med PV-paneler. At det må forskes på optimal retning på panelene, og mulig dannelse av snøfonner rundt anlegget virker bare ufattelig amatørmessig.

Ingen som sier dette skal erstattes av solcelle-paneler alene. Det er ment å komme som et bidrag, men hvor stort bidrag, kommer selvsagt an på hvor effektivt dette blir. Om man klarer å gjøre det så effektivt at det kan erstatte kulldrift alene, gitt at høy nok oppetid, så er det selvsagt en bonus. Men uansett må man ha en backup-plan.

Dessuten er energilagring fra produksjon om sommeren til bruk in mørketiden, noe som må spille på lag med solcelle-panelene og eventuelt andre typer energi-produksjon. Slik det ser ut, vil dette antageligvis komplementeres med bl.a. landstrøm via plattformer i havområdene mot Finnmark.

Men som sagt, før man avgjør hva det skal satses på, så må man forske på alternativene. Og her er både olje, naturgass og hydrogen noe som nevnes, men der olje er det minst ettertraktede alternativet, etterfulgt av karbonbasert gass, da begge deler har utslipp man helst vil unngå.

[Bjørn Thorud]

@Proton: Hensikten med forskningen på solceller er selvfølgelig å komme frem til hvordan man best bygger et solkraftverk i polare strøk. Det er på ingen måte virkelighetsfjernt å drive et samfunn i polare strøk utelukkende på solkraft, men det er selvfølgelig mest aktuelt på sommerstid hvor det er sol hele døgnet. På vinteren kan man bruke andre energikilder som feks vindkraft. Energilagring kan skje både i termiske lagre og i batterier. Det er også verdt å merke seg at sol og vindkraft er den billigste og sikreste energiløsningen for Svalbard. Det er ca 1500 samfunn i Arktis som i dag får energiforsyningen fra diesel og for alle disse samfunnene vil økt andel solkraft gi lavere energipriser. Batterier bidrar også til lavere energipriser ved å gjøre det mulig å kjøre dieselgeneratorene på et mer optimalt driftspunkt, eller ved at de kan stoppes når det er mye sol. Å erstatte 12 MWe fra kull med solkraft er ikke noe problem, så lenge man har stort nok solcelleareal. Til sammenligning er det plass til ca 25 MWp med solkraft på takene av byggene i Longyearbyen. Hvis man ikke ønsker å bruke takene kan en solpark være et godt alternativ.

Det er ellers verdt å nevne at en solpark med et endret design i forhold til testen som omtales i artikkelen (Horisontal tracker med 2-sidige solcellemoduler) kan oppnå 40 % høyere spesifikk ytelse (kWh/kWp). Dette basert på erfaringen som er opparbeidet i prosjektet.

[Proton1]

Å demonstrere funksjon av PV-paneler og vindmøller, selv på Svalbard, er å sparke inn åpne dører - teknologiene er velkjente. Den virkelige utfordringen på Svalbard, og mange/alle andre steder, er lagring av store mengder fornybar energi, både som elkraft og som geovarme, som kan brukes når solen ikke skinner og vinden har løyet. Det er umulig å drive et moderne samfunn med sol og vind som vi en dag må, uten at slik teknologi er tilgjengelig. Du, og flere med deg, syntes å mene at batterier kan anvendes i en slik sammenheng. Minner om at et av de største batteriene for slik bruk er levert av Tesla i Australia. Det har en kapasitet på 129 MWh og koster 430 mill nok. Om slike batteri skal dekke kraftbehovet på 50 GWh i Longyearbyen gjennom polarnatten, vil det kreve 380 batterier og koste 167 mrd nok. Vindkraft kan selvsagt høstes året rundt, mens energi fra solen høstes om sommeren og lagres som geovarme og/eller hydrogen, ammoniakk, metanol som kan nyttes i en brenselcelle og brukes etter behov. Et prosjekt som gjorde Svalbard selvforsynt med fornybar energi ville hatt en dramatisk demonstrasjonseffekt, og ville være langt mer fremtidsrettet enn Solberg`s Langskip til 27 milliarder. Jeg mener videre at en kabel fra fastlandet vil være en fallitterklæring for norsk teknologisk kreativitet, i tillegg til at den vil bli svindyr.

[SmoPe]

Jeg må inrømme at jeg sliter litt med poenget for hele forskningen. Hvordan snø fokker seg er relativt velkjent. også at snø reflekterer sollys. At de har høyere virkningsgrad i kulde vet man også. Så hva var det egentlig de fant ut som de ikke allerede viste fra før. Hele dette forsøket fremstår for meg som bekreftelse på selvfølgeligheter.

[Snowleopard]

SmoPe skrev (1 time siden):

Jeg må inrømme at jeg sliter litt med poenget for hele forskningen. Hvordan snø fokker seg er relativt velkjent. også at snø reflekterer sollys. At de har høyere virkningsgrad i kulde vet man også. Så hva var det egentlig de fant ut som de ikke allerede viste fra før. Hele dette forsøket fremstår for meg som bekreftelse på selvfølgeligheter.

Værforholdene er endel mer ekstreme på Svalbard enn på de fleste steder på fastlandet, så det var nok endel ting de ville teste. Jeg tror ikke alt er kommet frem i artikkelen, kanskje bare en brøkdel.

Så istedet for at folk prøver å være verdensmestere på hver sin haug, og "vite" alle svarene på forhånd, så er det greit å la forsøk teste ut hypotesene for å se om de stemmer. Det er tross alt det forskning går ut på.

[Simen1]

Proton1 skrev (19 timer siden):

Å demonstrere funksjon av PV-paneler og vindmøller, selv på Svalbard, er å sparke inn åpne dører - teknologiene er velkjente.

Du overser helt svaret til Thorud og skyter på feil blink. Det er ikke solcelleteknologien som skal testes, men hvordan de klimatiske forholdene takles best mulig. Det kan man ikke projistere fra laboratorieforsøk eller installasjoner i helt andre klima.

Proton1 skrev (19 timer siden):

Den virkelige utfordringen på Svalbard, og mange/alle andre steder, er lagring av store mengder fornybar energi, både som elkraft og som geovarme, som kan brukes når solen ikke skinner og vinden har løyet. Det er umulig å drive et moderne samfunn med sol og vind som vi en dag må, uten at slik teknologi er tilgjengelig. Du, og flere med deg, syntes å mene at batterier kan anvendes i en slik sammenheng. Minner om at et av de største batteriene for slik bruk er levert av Tesla i Australia. Det har en kapasitet på 129 MWh og koster 430 mill nok. Om slike batteri skal dekke kraftbehovet på 50 GWh i Longyearbyen gjennom polarnatten, vil det kreve 380 batterier og koste 167 mrd nok.

Hvorfor skriver du "umulig å drive et moderne samfunn med sol og vind som vi en dag må, uten at slik teknologi er tilgjengelig" når du legger til grunn at både slik teknologi er tilgjengelig i form av geovarme og elkraft-lagring? Du later heller ikke til å ha lest mitt svar til deg angående lagringsbehovet på 50 GWh. Kort repetert: Det er fullstendig på villspor. Dessuten er det sånn at man må finne en balanse mellom vindkraft for tidvis lading av batteripakken og lagringskapasitet som gjør at man ikke trenger å lagre 100% av el-energibehovet i hele 4 måneder. Reelt snakker vi om ca 500 MWh under din forutsetning av null vindkraft og kanskje 100 MWh dersom vindkraft kan lade opp batteripakken nå og da. Det trengs også vindkraft og solkraft nok til å fylle opp det termiske lagret i det solrike halvåret (uten batteribackup). Hornsdale Power reserve ble bygget med 129 MWh i 2017. Bygger man noe nytt 5 år senere på Svalbard vil nok de synkende batteriprisene bidra til at prisen blir lavere enn ved Hornnsdale. Regner vi 100 MWh og 20% prisnedgang i forhold til Hornsdale så sier kalkulatoren min ca 360 millioner NOK for strømlagringen. Legger vi til 40 millioner for vanskeligere grunnforhold og værbeskyttelse så sier kalkulatoren ca 400 millioner NOK.

På toppen av det trengs en backupløsning med lav investeringskostand for å sikre liv og helse ved uvanlig langvarig vindstille perioder i mørketida. Varmekraft eller diesel er sannsynligvis ideelt til det formålet. Utslippene blir selvsagt neglisjerbare siden dette anlegget ideelt sett aldri skal være i drift. Det er kun backup for å sikre liv og helse i tilfelle rottefelle.

Sjøkabel fra fastlandsnorge tror jeg er ute eller på vei ut av alternativene som drøftes.

[Proton1]

Simen 1:

Hvorfor skriver du "umulig å drive et moderne samfunn med sol og vind som vi en dag må, uten at slik teknologi er tilgjengelig" når du legger til grunn at både slik teknologi er tilgjengelig i form av geovarme og elkraft-lagring? Du later heller ikke til å ha lest mitt svar til deg angående lagringsbehovet på 50 GWh.

Proton svar:

Om du mener at teknologi for lagring av store mengder fornybar energi er tilgjengelig, mens kunnskap om PV-paneler krever mer forskning, så er du på ville veier. Nevnte muligheter for energilagring har selvsagt vært kjent lenge, men har aldri vært demonstrert i stor skala, noe forholdene, og behovene på Svalbard ligger godt til rette for å gjøre. For PV-paneler i vinterklima derimot finnes det masse erfaring fra norske hus og hytter på vidder og fjell. Selvsagt mener ikke jeg at 50 GWh skal lagres i batterier. Poenget med eksempelet var å vise at det er svært kostbart å lagre store energimengder i batteri. Dagens kullkraftverk på Svalbard har en oppgitt kapasitet på 12 MWe. Det omtalt batteriet på 108 MWh ville altså være full backup i 9 timer. "Windfinder" viser at gjennomsnittlig vind på Svalbard er omkring 5 m/sek - da produserer en vindmølle fint lite. Vindstille perioder kan vare både dager og uker. Da trengs kanskje 20 Tesla-batterier, eller flere.

I kuldeperioden i vinter har det blåst lite i UK, vindparkene har produsert lite, og kraften har vært dyr. Derfor har de måtte kjøre sine 40 gasskraftverk på fullt bl.a. med gass fra Ormen Lange - genereringskapasiteten er 32,000 MWe. Tyskerne bygger North Stream 2 fra Russland av samme grunn. Med slike kraftmengder er lagring av backup i batteri utelukket. Alternativet vil være å lagre overskudd av fornybar energi som benyttes når vinden løyer, en teknologi som uansett vil bli nødvendig når Nordsjøen er tom for gass. Problemstillingen er høyst relevant over alt. Dere har en god mulighet på Svalbard til å bidra til en slik utvikling - benytt den!!

[Moejr]

Det enkleste er å fortsette med kullkraft i en del år til før man kan gå over til andre løsninger som ikke er der i dag.

[Proton1]

Moejr:

Det enkleste er å fortsette med kullkraft i en del år til før man kan gå over til andre løsninger som ikke er der i dag.

Proton svar:

Selvsagt må kullkraftverket være i drift til et bedre alternativ er på plass, og at kapasitet og pålitelighet til det nye er demonstrert - det vil ta mange år. Uten kraft fryser man fort på Svalbard. Det er nettopp utvikling av en mer miljøvennlig kraftforsyning med energilagring , dette prosjektet har mulighet å starte på Svalbard. Problemstilling er relevant alle steder hvor fornybar energi introduseres, som betyr praktisk talt over alt.