Installerer reservekraft for ekstreme forhold

Et selvforsynt og robust kraftsystem skal levere stabil energi til et seismisk forskningsanlegg i Antarktis uten én eneste kabel, servicebil eller menneskelig hånd tilgjengelig store deler av året. Løsningen kan sette en ny standard for hvordan kritiske installasjoner kan driftes autonomt under ekstreme forhold.

Måtte flytte stasjonen

NORSAR, et internasjonalt anerkjent fagmiljø innen seismologi og geofysikk, skal etablere det nye anlegget 12 kilometer fra den den norske forskningsstasjonen Troll i Dronning Maud Land i Antarktis. Det vil gi forskere presise data om jordskjelv og bevegelser i jordskorpen.

Det opprinnelige prosjektet var basert på strømtilførsel fra Troll-stasjonen, men planene måtte endres da planlagte nye vindturbiner viste seg å kunne påvirke måleinstrumentene.

– Vindturbinene skaper små vibrasjoner som forplanter seg ned i bakken og forstyrrer måleinstrumentene. Derfor har vi blitt nødt til å flytte det seismiske utstyret 12 kilometer østover, forklarer Morten Hervik, driftsingeniør i NORSAR.

Ekstreme krav til driftssikkerhet

Flyttingen innebærer at anlegget blir fullstendig isolert når det kommer til energitilførsel. Derfor er det blitt spesialutviklet et unikt energisystem som bygger på tre kilder: sol, vind og et nødstrømsaggregat som siste sikkerhetsnett. I sommerhalvåret driftes anlegget av solenergi og vindkraft.

Utover vinteren forsvinner dagslyset gradvis før mørketiden tar over, og i flere måneder er vinden den eneste mulige energikilden. Hvis den uteblir, står én komponent mellom drift og total blackout.

– Nødstrømsaggregatet er siste barriere mot systemstans. Det må starte og levere strøm når alt annet feiler, ellers mister vi datatilgangen. Derfor må driftssikkerheten være ekstremt høy, sier Tomas Ottesen, prosjektleder i Coromatic.

Coromatic har levert det dieseldrevne aggregatet, integrert det inn i energisystemet og bygget opp løsningens funksjonstesting på Kjeller før avreise. Systemet er tilpasset ekstremdrift med forvarming, modifisert kjøle- og smøresystem og smart varmebruk fra teknisk rom for å holde batterier og elektronikk i live, selv når temperaturen kryper ned til under 50 minusgrader.

Norsk Polarinstitutt drifter den norske forskningsstasjonen i Antarktis, og har tilsyn til forskningsinstrumenter slik som dette når eierne ikke selv er tilstede.

– Men det er verken praktisk mulig eller forsvarlig for Polarinstituttets overvintrere å dra ut og reparere noe om vinteren. Til det er avstandene for store og forholdene for ekstreme. Man får ikke gjort inngrep før sommersesongen, sier Hervik.

Norsk leverandørkjede og ingeniørkunst

Containeren som rommer energisystemet er bygget av VARIA Mekaniske Verksted på Gjelleråsen. UPS-løsningen kommer fra Delta Power Systems. NORSAR har selv stått for systemintegrasjonen sammen med leverandørene, og måten komponentene snakker sammen på, er avgjørende for å unngå feil.

Det seismiske anlegget består av en sentral måleenhet og to sirkler av sensorer med flere hundre meters mellomrom. Metoden gjør det mulig å bestemme retning og avstand til seismiske hendelser langt mer presist enn med enkeltstående målepunkter.

– Etter det vi vet, finnes det ikke et tilsvarende anlegg på fast grunn i Antarktis. Lykkes vi, vil det gi veldig verdifulle forskningsdata, sier Hervik.

Veien fra verkstedgulv på Romerike til isødet i Antarktis er et ingeniørprosjekt i seg selv. Containeren sendes med skip fra Norge, losses direkte på iskanten og fraktes derfra med beltevogn til Troll-stasjonen, før siste etappe går 12 kilometer innover i terrenget til høydedraget der energisystemet skal stå.

Hervik reiser selv ned i desember for montering og igangsetting.

– Målet er drift før siste fly hjem i februar. Deretter er det åtte måneder uten flyvninger. Systemet må klare seg på egen hånd, sier Hervik.

Kan få ringvirkninger

For Coromatic er prosjektet mer enn en bare nok leveranse av nødstrømsaggregater. Ottesen mener at det spesielle prosjektet er en unik fremvisning av hvordan norsk teknologi kan sikre kritisk infrastruktur under spesielt krevende forhold.

– Et sykehus eller et datasenter stiller høye krav, men dette er i en helt annen liga. Antarktis presser alt til ytterpunktene. Erfaringene herfra vil være verdifulle for alle som jobber med kritisk infrastruktur, sier Ottesen.