Pålidelig strømforsyning til vindmålesystemer

I mange tekniske anvendelser er pålidelige, kontinuerlige måledata vigtige. Især i tilfælde af vindmålesystemer – såsom LiDAR, SODAR-sensorer eller målemaster til registrering af vindhastighed, retning og profiler – er en stabil energiforsyning afgørende for meningsfulde målekampagner. Især når lokationer ligger langt fra offentlige elnet, er strømforsyningen en af de største udfordringer.

Hvorfor har vi brug for en autonom strømforsyning til vindmålere?

Vindmålere installeres ofte på afsidesliggende steder, såsom:

• på potentielle vindmølleparker,
• i terræn, der er svært tilgængeligt,
• Langt fra offentlige elforbindelser.

Der er ingen netforbindelse der, men enhederne skal stadig betjenes pålideligt i lange perioder – nogle gange op til 12 måneder. Dette er helt afgørende, især for kontinuerlige eller langvarige målinger, da ufuldstændige eller fejlende måleserier væsentligt forringer datavurderingen.

Derudover kan vindmålere have ekstra forbrugere (f.eks . opvarmning) om vinteren eller ved ekstreme temperaturer, hvilket markant øger energibehovet og yderligere komplicerer udbuddet.

Udfordringer ved off-grid strømforsyning

De typiske vanskeligheder for energiforsyningen i disse systemer er:

• Ingen strømtilslutningsmulighed
  Mange målestationer er placeret, hvor der ikke er forbindelse til det offentlige elnet – dette gør en selvforsynende energiforsyning uundværlig. 
  
  
• Svingende eller utilstrækkelig soludbytte
  Solenergi afhænger alene af vejret. I nordlige breddegrader, om vinteren eller når det er overskyet i lang tid, leverer solceller ikke altid nok energi, især når der tilføjes ekstra belastninger som opvarmning.
  
  
• Batterier alene er ofte ikke nok
  Batterier tilbyder opbevaring, men i længere perioder uden solenergi skal de oplades ofte eller er simpelthen ikke store nok til en selvforsynende langtidsforsyning.
  
  
• Vedligeholdelses- og driftsomkostninger
  Fossile generatorer, batterier der skal udskiftes regelmæssigt eller andre midlertidige løsninger medfører høj vedligeholdelse og personalebehov – hvilket er dyrt og tidskrævende, især på fjerntliggende steder.

Løsning: Selvforsynende energiforsyning med brændselsceller

En moderne og effektiv løsning på disse udfordringer er brændselscellebaserede strømforsyninger – især som en hybridløsning kombineret med solenergi og batterilagring.

Hvorfor brændselsceller?

Brændselsceller genererer elektrisk energi direkte fra et kemisk brændstof (f.eks. methanol eller brint) med høj effektivitet og lave emissioner. De tilbyder forskellige fordele i forhold til traditionelle off-grid energikilder.

• Vejruafhængig drift
  I modsætning til rene solcelleanlæg er brændselsceller ikke afhængige af sol eller vind.
  
  
• Ingen bevægelige dele → høj pålidelighed
  Mindre mekanisk slid betyder længere driftstider uden fejl eller vedligeholdelsesbehov.
  
  
• Kontinuerlig strømforsyning
  Selv med meget lave soludbytter eller ved vinterdrift leverer systemet pålideligt energi til alle komponenter.
  
  
• Kombinering med energilagringssystemer mulig
  I hybridkonfigurationer overtager brændselscellen den grundlæggende forsyning, mens solenergi og batteri dækker kortvarige belastningsspidser eller lagrer overskydende energi.

Disse egenskaber gør brændselsceller til en særligt velegnet komponent til strømforsyningen til off-grid vindmålesystemer, der skal indsamle data pålideligt over lange perioder.

Eksemplarisk løsningsscenarie: Selvforsynende strømforsyning til en vindmålestation

Et praktisk eksempel på en autonom strømforsyning kombinerer flere tilgange:

Systemkomponenter

• Brændselscelle som hovedenergikilde
  leverer kontinuerlig strøm uafhængigt af soludbyttet.
• Fotovoltaiske moduler til supplement
  dækker store dele af energibehovet i løbet af dagen og i godt vejr.
• Batterilagring
  Buffer kortsigtede belastningsudsving og muliggør energieffektiv spidsbelastningsforsyning.

Sådan fungerer det i drift

I løbet af dagen leverer solenergi en stor del af efterspørgslen. Overskydende energi lagres i batterier.
I perioder med lav solstråling eller under vinterdrift overtager brændselscellen pålideligt energiforsyningen – selv for ekstra forbrugere som varmeapparater.
Batterilagringssystemet sikrer en stabil forsyning under spidsbelastninger og kompenserer for midlertidige udsving.

Fordele ved denne løsning

Døgnkontinuerlig energi til sensorer, dataloggere, kommunikation og periferiudstyr.
Lav vedligeholdelsesindsats over flere måneders målekampagner.
Høj driftspålidelighed selv under vanskelige vejrforhold eller fjerntliggende steder.

Dette eksempel illustrerer, hvordan moderne brændselscellehybridsystemer elegant og pålideligt kan løse udfordringerne ved off-grid strømforsyning i måleteknologi – især hvor klassiske løsninger som dieselgeneratorer eller solenergi alene når deres grænser.