Een waarheid van de moderne infrastructuur is dat veel mensen geen toegang hebben tot grootschalige, voorzieningenverschaffende systemen vanwege hun afgelegen woonlocaties, waardoor onafhankelijke, off-grid systemen nodig zijn om aan hun behoeften te voldoen. Denk aan een afgelegen boerderij in de verre uithoeken van de Schotse hooglanden; het is niet haalbaar om dit pand aan te sluiten op een nationaal netwerk. De meest voorkomende vorm van zelfvoorziening is te zien bij de binnenlandse energieopwekking, waarbij mensen kleinschalige generatoren gebruiken om hun eigen elektriciteit te produceren. Dit kan zich echter uitstrekken tot andere voorzieningen, zoals het betrekken van water uit lokale bronnen of de productie van aardgas uit composteringsopstellingen. Het moderne leven is steeds meer afhankelijk van verbondenheid met internet voor werk, hobby’s of communicatie met vrienden en familie. Dit heeft ertoe geleid dat internet als een voorziening op zichzelf wordt beschouwd. Historisch gezien was het internet, vanwege de afhankelijkheid van een solid-state kabelsysteem, een lastige voorziening voor off-grid-systemen om betrouwbaar en met de juiste snelheid en bandbreedte te verwerven.
Alternatief voor afgelegen gebieden
Sinds kort begint dit echter te veranderen met de commercialisering van nieuwe technologie die satellieten gebruikt om internetsignalen door te geven. De dienst heet Starlink en wordt geleverd door het bedrijf SpaceX, een ruimtevaartbedrijf in de VS. Internetsignalen in de vorm van radiogolven worden door de internetgebruiker op de grond verzonden en door een satelliet in de baan van de aarde weerkaatst om door een internetprovider (ISP) te worden ontvangen. Voor de dienst is slechts een kleine schotelantenne op het terrein nodig en deze biedt gemiddelde downloadsnelheden van 100 tot 200 Mbps en uploadsnelheden van 30 Mbps, met een latentie van 20 ms (vergelijkbaar met systemen op de grond).
Dit biedt een veelbelovende alternatieve bron van internettoegankelijkheid met momenteel 145.000 actieve gebruikers en 'honderdduizenden die wachten om het uit te proberen'. Helaas is het vanwege de huidige tekorten aan chips niet mogelijk geweest om de apparatuur te vervaardigen om de dienst op grote schaal te kunnen leveren, waardoor veel potentiële gebruikers wachten tot hun dienst van start gaat. De huidige focus lag op klanten die in afgelegen gebieden wonen in plaats van op klanten in dichtbevolkte gebieden zoals grote steden, omdat deze mensen meer van de service kunnen profiteren, terwijl mensen in steden toegang hebben tot soortgelijke diensten voor de helft van de prijs.
Elektriciteitsnetwerk - Microgrid
Dus nu zien we dat de technologie om mensen in afgelegen gebieden met elkaar te verbinden mogelijk is. Hoe zou je een systeem opzetten dat een consistente internetdekking biedt? Verschillende klantrecensies wezen erop dat het Starlink-systeem zelden storingen ervaart, dus de enige obstakels voor een constante toegang tot internet zijn het weer en het beschikbaar hebben van een constante stroombron. Het eerste probleem wordt opgelost door het ontwerp van de schotelantenne, die over een eigen verwarming beschikt om problemen met bevriezing en het blokkeren van de schotel door sneeuw te voorkomen.
Het tweede probleem is iets lastiger. Omdat we naar off-grid-systemen kijken vanwege de afgelegen ligging van de gebruikers, kan het Starlink-systeem niet vertrouwen op een constante stroombron van het elektriciteitsnet; de elektriciteit moet lokaal worden betrokken via een lokaal microgrid. Een microgrid is een kleinschalig elektriciteitsnetwerk dat een elektriciteitsvoorziening, meestal opgewekt door gedistribueerde bronnen zoals windturbines of fotovoltaïsche energie, verbindt met een elektriciteitsverbruiker zoals een huis of een kleine industriële faciliteit. Hoewel microgrids zich niet beperken tot het alleen produceren van stroom via hernieuwbare energiebronnen, krijgen hernieuwbare bronnen over het algemeen de voorkeur boven andere bronnen vanwege hun zuiverheid, lage exploitatiekosten en de moeilijkheid en kosten van het transport van brandstoffen naar afgelegen gebieden.
Opslagprobleem
Om het Starlink-systeem constant te laten werken, is een betrouwbare elektriciteitsvoorziening nodig. Helaas waait de wind niet altijd en schijnt de zon niet altijd, waardoor het onwaarschijnlijk is dat duurzame energiebronnen voor een constant aanbod kunnen zorgen. Dit is waar batterijen in het spel komen! Er is een methode nodig om elektriciteit op te slaan, zodat de elektriciteit die wordt opgewekt tijdens ideale weersomstandigheden constant beschikbaar kan zijn om het Starlink-systeem van stroom te voorzien. Momenteel zijn chemische batterijen zoals lithium-ionbatterijen de meest populaire vorm van energieopslag en kunnen ze eenvoudig worden geïntegreerd in een off-grid-systeem om pieken in de stroomopwekking af te vlakken.
Het is over het algemeen een goed idee om dit soort afgelegen Microgrid-systemen een aantal energiebronnen te bevatten, zoals windturbines en fotovoltaïsche zonne-energiesystemen. Dit diversifieert de potentiële energieproductie en zorgt ervoor dat de geproduceerde stroom zo constant mogelijk is zonder grote onderbrekingen. Als het systeem alleen maar een fotovoltaïsch paneel bevatte en de zon niet meer scheen maar er voldoende wind was, zou er geen elektriciteit worden opgewekt. En in het geval van een systeem met alleen een windturbine zou er geen elektriciteit worden opgewekt als er geen wind was, maar zou veel potentiële zonne-energie verloren kunnen gaan! Een goed voorbeeld van zo’n windturbine is de TESUP Atlas4.0 die met slechts een klein profiel veel stroom opwekt!
Energieopwekking
Het concept van diversificatie van de energieopwekking kan ook de noodzaak rechtvaardigen van een generator met een verbrandingsmotor om ervoor te zorgen dat, zelfs bij verschrikkelijke weersomstandigheden, cruciale elektriciteit kan worden opgewekt om essentiële levensondersteunende systemen en voorzieningen zoals water, verwarming en communicatie (zoals water, verwarming en communicatie) in stand te houden. internet) continu actief. In de toekomst zouden deze generatoren waterstofbrandstofcellen kunnen gebruiken om volledig schoon te zijn en alleen water als bijproduct te produceren. Op dit moment wordt aan deze behoefte voldaan, totdat generatoren op waterstof verder worden ontwikkeld, door een generator op diesel of benzine.
Zoals je kunt zien ziet de toekomst (en zelfs het heden) er rooskleurig uit voor degenen die in afgelegen gebieden wonen. Technologische vooruitgang, zoals satellietinternet en opwekking van hernieuwbare energie op binnenlandse schaal, hebben het heel goed mogelijk gemaakt om in een zeer afgelegen regio te leven zonder de basisbehoeften van een comfortabel leven in gevaar te brengen. Een betrouwbare internetverbinding van goede kwaliteit is heel goed mogelijk met in de handel verkrijgbare apparatuur: een satellietschotel, een divers systeem voor de opwekking van hernieuwbare energie (fotovoltaïsche panelen, windturbines) en een robuust elektriciteitsopslagsysteem. Microgrids zoals deze zijn zeker een interessant onderwerp en zijn het bekijken waard!