Treinen rijden binnenkort rechtstreeks op zonne-energie
Enorm zonnepark voedt hogesnelheidslijn
In het Luikse Avernas, op een terrein naast de hogesnelheidslijn Leuven-Luik, wordt volop gewerkt aan een zonnepark. Vanaf begin 2025 zullen bijna 4.000 pv-panelen 450 binnenlandse en internationale treinen rechtstreeks van stroom voorzien, een primeur in Wallonië.
Tweede site in België
Het gebruik van zonne-energie voor de rechtstreekse aandrijving van treinen is behoorlijk spectaculair. Avernas is pas de tweede site in zijn soort die spoorwegbeheerder Infrabel in dienst neemt. Eerder werd in Peerdsbos (in Schoten/Brasschaat) een zonnepark geïnstalleerd dat sinds 2011 de hogesnelheidslijn Antwerpen-Nederlandse grens van stroom voorziet.
In Avernas zal Infrabel − dat de uitvoering van het project heeft toevertrouwd aan zijn dochteronderneming TUC RAIL − ongeveer 2 miljoen euro investeren, waarvan bijna 90% zal worden gefinancierd door een subsidie die door de federale regering speciaal wordt toegekend aan energietransitieprogramma’s.
Een ideale locatie
De gekozen locatie op de grens tussen Vlaanderen en Wallonië, ligt naast een van de vier hogesnelheidslijnen die door ons land lopen. Gemiddeld rijden er per week meer dan 350 binnenlandse treinen over het traject Leuven-Luik (HSL2) en 120 hogesnelheidstreinen tussen België en Duitsland.
De site, die bijna 3 hectare groot is, heeft nog een ander voordeel: ze ligt namelijk vlak bij het tractieonderstation van Avernas. In deze technische installatie van Infrabel wordt de energie afkomstig van de hoogspanningspost van Elia omgezet om er deze hele strategische spooras mee van energie te voorzien.
Ook aangesloten op windmolenpark
Er werden deze zomer 3.828 zonnepanelen geplaatst, elk met een vermogen van 680Wp. De panelen hebben een maximale efficiëntie van 21.9% en meten 2384x1303x35mm. In de komende maanden worden ze aangesloten op het tractieonderstation, zodat het zonnepark vanaf begin volgend jaar ongeveer 2.700 Megawattuur per jaar kan produceren.
Als er niet genoeg zonlicht is, zal het station gevoed worden door het hoogspanningsstation, maar ook door de 16 windmolens van het nabijgelegen 'Greensky'-windmolenpark (een samenwerking tussen Engie, Infrabel, IBE en de gemeente Sint-Truiden), waarop het sinds eind 2015 is aangesloten.
Industriële omvormers
Er wordt gebruik gemaakt van industriële driefasige omvormers die driefasige laagspanning genereren, zoals elk klassiek net. Via transformatoren is het zonnepark uiteindelijk aangesloten op hetzelfde aansluitpunt op het publieke 150kV-net als het tractieonderstation van de hogesnelheidslijn 2.
Het tractieonderstation zelf is aangesloten met bifasische transformatoren (bijvoorbeeld transformator aangesloten tussen fase 1 en 2 en een andere tussen fase 2 en 3 van het 150kV-net) om zo een 2x25kV-tractienet te voeden.
De uitgangen van alle driefasige omvormers van het zonnepark worden op een centraal punt samengebracht en daar wordt de energie (op)getransformeerd naar een spanning van 36 kV.
Doordat ook het windmolenpark op een 36 kV-verdeelpost is aangesloten, dragen verschillende hernieuwbare energiebronnen gezamenlijk bij aan de energievoorziening van het spoornet
De 36 kV-transformator is via een kabelverbinding aangesloten op een 36 kV-verdeelpost van Infrabel, die zelf weer verbonden is met het 150 kV-net via twee transformatoren van elk 40 MVA. Het tractieonderstation van de hogesnelheidslijn 2 is op hetzelfde 150 kV-net aangesloten, waardoor de opgewekte zonne-energie kan bijdragen aan de aandrijving van hogesnelheidstreinen.
Daarnaast voedt de 36 kV-verdeelpost ook enkele andere tractieonderstations van nabijgelegen spoorlijnen. Doordat ook het windmolenpark op die verdeelpost is aangesloten, dragen verschillende hernieuwbare energiebronnen gezamenlijk bij aan de energievoorziening van het spoornet.
Voor het zonnepark van Avernas wordt de opgewekte energie niet rechtstreeks in de bovenleiding geïnjecteerd. Dat is wel de bedoeling voor een toekomstig project, waarbij Infrabel gebruik wil maken van monofasige omvormersystemen die op de 25kV-bovenleiding aangesloten worden.
Trillingen en schokken
Bij een project als dit zijn er enkele bijkomende technische uitdagingen. Zo rees de vraag of de panelen voldoende beschermd zouden zijn tegen mogelijke trillingen en schokken veroorzaakt door het treinverkeer. Dat blijkt hier alvast het geval, want het zonnepark van Avernas bevindt zich ver genoeg (enkele honderden meters) van de treinsporen, waardoor er geen speciale impact is.
In de context van een mogelijk toekomstig project, waarbij er zonnepanelen zullen geplaatst worden op de taluds of spoorbermen naast een spoorlijn, liet Infrabel de problematiek wel al kort onderzoeken. In eerste instantie wordt ingeschat dat de trillingen weinig tot geen impact zullen hebben op de pv-panelen.
Monitoring en onderhoud
Het gloednieuwe zonnepark valt onder een prestatiecontract waarbij Polarsun, de aannemer die het zonnepark ontwerpt en plaatst, het ontwerp van het park moest optimaliseren voor een zo laag mogelijke totale kost (installatie en onderhoud gedurende 20 jaar) en een zo hoog mogelijke productie.
Om de prestaties van de zonnepark installatie te monitoren, wordt een controlesysteem geïnstalleerd dat zowel weers- als elektrische parameters registreert en op afstand geraadpleegd kan worden. Hiervoor is dus ook een weerstation voorzien, uitgerust met onder andere pyranometers en temperatuursensoren, dat zorgt voor nauwkeurige metingen van de lokale meteorologische parameters.
Infrabel zelf zal de prestaties van het zonnepark ook opvolgen, niet alleen om bij te sturen waar nodig, maar ook om de informatie te gebruiken voor mogelijk toekomstige projecten
De prestaties van het park, op basis van de werkelijke zonne-instraling, kunnen zo vergeleken worden met de prestaties die gegarandeerd werden door de aannemer. Eventuele anomalieën kunnen op die manier ook snel opgespoord en verholpen worden. Infrabel zelf zal de prestaties van het park ook opvolgen, niet alleen om bij te sturen waar nodig, maar ook om de informatie te gebruiken voor mogelijk toekomstige projecten.
Het onderhoud van de zonnepanelen wordt georganiseerd via een 15-jarig onderhoudscontract (verlengbaar tot 20 jaar), waarbij de aannemer verantwoordelijk is voor zowel preventieve als curatieve werkzaamheden om maximale prestaties en beschikbaarheid te garanderen.
Het contract omvat regelmatige inspecties, reiniging van de panelen, en controles van elektrische systemen en veiligheidsvoorzieningen. De aannemer bepaalt hierbij zelf de frequentie van inspecties en reinigingen om zo het gegarandeerde prestatieniveau te behalen.
Tweede grootste elektriciteitsverbruiker in België
Met een jaarlijks verbruik van 1.500 Gigawattuur (of 1,7% van het nationale totaal) is de spoorsector de tweede grootste elektriciteitsverbruiker in België. Het overgrote deel van die energie (ongeveer 85%) wordt tegen kostprijs doorverkocht door Infrabel aan de spooroperatoren om hun treinen van energie te voorzien. Het overschot wordt gebruikt voor de voeding van vaste installaties zoals werkplaatsen, datacenters, kantoren, ...
Over de periode 2021-2026 wil Infrabel enerzijds zijn verbruik verminderen en anderzijds het aandeel groene stroom dat het gebruikt verdrievoudigen, waarbij het voor zijn eigen verbruik maximaal wil inzetten op groene energie.
Waar kan nog zonne-energie opgewekt worden?
De hele spoorwegsector draagt bij aan de uitdaging om maximaal in te zetten op hernieuwbare energie. Dat blijkt uit de ondertekening van een Memorandum of Understanding (MoU) door Eurostar en Infrabel. Het doel van dat document is om te onderzoeken in welke mate het mogelijk zou zijn om op verschillende sites die eigendom zijn van Infrabel zonne-energie op te wekken.
Concreet zijn er studies gestart om de mogelijkheden te onderzoeken om zonnepanelen te installeren op de bermen van hogesnelheidslijnen. Hiervoor zou gebruik worden gemaakt van een innovatief systeem om energie rechtstreeks in de bovenleiding te injecteren, zonder via een tractieonderstation te moeten passeren.
Als de verschillende bestudeerde projecten effectief worden gerealiseerd, zou Eurostar uiteindelijk 15% van zijn elektriciteitsbehoeften in België kunnen dekken met zonne-energie.
