Betrouwbare stroomvoorziening voor windmeetsystemen

In veel technische toepassingen is betrouwbare, continue meetgegevens belangrijk. Vooral bij windmeetsystemen – zoals LiDAR, SODAR-sensoren of meetmasten voor het vastleggen van windsnelheid, -richting en -profielen – is een stabiele energievoorziening cruciaal voor zinvolle meetcampagnes. Vooral wanneer locaties ver van het openbare elektriciteitsnet liggen, is de stroomvoorziening een van de grootste uitdagingen.

Waarom hebben we autonome stroomvoorziening nodig voor windmeters?

Windmeter worden vaak op afgelegen locaties geïnstalleerd, zoals:

• op potentiële windparklocaties,
• in moeilijk bereikbaar terrein,
• ver van openbare elektriciteitsaansluitingen.

Er is daar geen netaansluiting beschikbaar, maar de apparaten moeten nog steeds betrouwbaar worden gebruikt gedurende lange periodes – soms tot 12 maanden. Dit is absoluut cruciaal, vooral voor continue of langdurige metingen, omdat onvolledige of falende meetreeksen de data-evaluatie aanzienlijk belemmeren.

Daarnaast kunnen windmeters extra consumenten hebben (bijvoorbeeld verwarming) in de winter of bij extreme temperaturen, wat de energievraag aanzienlijk verhoogt en de levering verder bemoeilijkt.

Uitdagingen van off-grid stroomvoorziening

De typische moeilijkheden voor de energievoorziening van deze systemen zijn:

• Geen optie voor stroomaansluiting
  Veel meetstations bevinden zich op plekken waar geen aansluiting is op het openbare elektriciteitsnet – dit maakt een zelfvoorzienende energievoorziening onmisbaar. 
  
  
• Schommelende of onvoldoende zonne-opbrengst
  Zonne-energie alleen hangt af van het weer. In noordelijke breedtegraden, in de winter of wanneer het lange tijd bewolkt is, leveren zonnevoltaïsche installaties niet altijd genoeg energie, vooral wanneer extra belastingen zoals verwarming worden toegevoegd.
  
  
• Batterijen alleen zijn vaak niet genoeg
  Batterijen bieden opslag, maar tijdens langere periodes zonder zonne-energie moeten ze vaak worden opgeladen of zijn ze simpelweg niet groot genoeg voor een zelfvoorzienende langetermijnvoeding.
  
  
• Onderhouds- en operationele kosten
  Fossiele generatoren, batterijen die regelmatig vervangen moeten worden of andere tijdelijke oplossingen vereisen veel onderhoud en personeelsbehoefte – wat duur en tijdrovend is, vooral op afgelegen locaties.

Oplossing: Zelfvoorzienende energievoorziening met brandstofcellen

Een moderne en effectieve oplossing voor deze uitdagingen zijn brandstofcel-gebaseerde voedingen – vooral als hybride oplossing gecombineerd met zonne-energie en batterijopslag.

Waarom brandstofcellen?

Brandstofcellen wekken elektrische energie direct op uit een chemische brandstof (bijv. methanol of waterstof), met een hoge efficiëntie en lage emissies. Ze bieden verschillende voordelen ten opzichte van traditionele off-grid energiebronnen.

• Weersonafhankelijke werking
  In tegenstelling tot puur fotovoltaïsche systemen zijn brandstofcellen niet afhankelijk van zon of wind.
  
  
• Geen bewegende onderdelen → hoge betrouwbaarheid
  Minder mechanische slijtage betekent langere gebruiksduur zonder storing of onderhoudsbehoeften.
  
  
• Continue stroomvoorziening
  Zelfs bij zeer lage zonne-opbrengsten of in wintergebruik levert het systeem betrouwbaar energie voor alle componenten.
  
  
• Combinatie met energieopslagsystemen mogelijk
  In hybride configuraties neemt de brandstofcel de basisvoorziening over, terwijl zonne-energie en batterij kortetermijnpieken dekken of overtollige energie opslaan.

Deze eigenschappen maken brandstofcellen een bijzonder geschikt onderdeel voor de stroomvoorziening van off-grid windmeetsystemen die gedurende lange tijd betrouwbaar gegevens moeten verzamelen.

Voorbeeldig oplossingscenario: Zelfvoorzienende stroomvoorziening van een windmeetstation

Een praktisch voorbeeld van een autonome voeding combineert verschillende benaderingen:

Systeemcomponenten

• Brandstofcel als belangrijkste energiebron
  levert continue stroom onafhankelijk van zonne-energie.
• Fotovoltaïsche modules ter aanvulling
  Dekken grote delen van de energiebehoefte overdag en bij goed weer.
• Batterijopslag
  buffert kortetermijnbelastingschommelingen en maakt energie-efficiënte piekbelasting mogelijk.

Hoe het in werking werkt

Overdag levert zonne-energie een groot deel van de vraag. Overtollige energie wordt opgeslagen in batterijen.
In tijden van weinig zonnestraling of in wintergebruik neemt de brandstofcel betrouwbaar de energievoorziening over – zelfs voor extra verbruikers zoals verwarmingen.
Het batterijopslagsysteem zorgt voor een stabiele toevoer tijdens piekbelastingen en compenseert tijdelijke schommelingen.

Voordelen van deze oplossing

T24-uursenergie voor sensoren, dataloggers, communicatie en randapparatuur.
Weinig onderhoud over meetcampagnes van meerdere maanden.
Hoge operationele betrouwbaarheid, zelfs bij moeilijke weersomstandigheden of afgelegen locaties.

Dit voorbeeld illustreert hoe moderne brandstofcelhybride systemen elegant en betrouwbaar de uitdagingen van off-grid stroomvoorziening in meettechnologie kunnen oplossen – vooral waar klassieke oplossingen zoals dieselgeneratoren of alleen zonne-energie hun grenzen bereiken.