En sandhed om moderne infrastruktur er, at mange mennesker ikke kan få adgang til storskala, faciliteter, der leverer systemer på grund af deres fjerntliggende boliger, hvilket kræver uafhængige, off-grid-systemer for at opfylde deres behov. Tænk på en afsidesliggende bondegård i det skotske højland, det er ikke muligt at forbinde denne ejendom med et nationalt netværk. Den mest almindelige form for selvforsyning kan ses i indenlandsk elproduktion, når folk bruger små generatorer til at producere deres egen elektricitet. Dette kan dog strække sig til andre faciliteter såsom indkøb af vand fra lokale kilder eller naturgasproduktion fra komposteringsanlæg. Det moderne liv er i stigende grad afhængig af at være forbundet til internettet til arbejde, hobbyer eller kommunikation med venner og familie. Dette har ført til, at internettet bliver betragtet som en bekvemmelighed i sig selv. På grund af dets afhængighed af et solid state-kabelsystem har internettet historisk set været et vanskeligt tilbud for off grid-systemer at opnå pålideligt og med passende hastighed og båndbredde.
Alternativ til fjerntliggende områder
Men for nylig er dette begyndt at ændre sig med kommercialiseringen af ny teknologi, som bruger satellitter til at videresende internetsignaler. Tjenesten hedder Starlink og leveres af virksomheden SpaceX, et luftfartsfirma i USA. Internetsignaler i form af radiobølger sendes fra internetbrugeren på jorden og kastes af en satellit i jordens kredsløb for at blive modtaget af en internetudbyder (ISP). Tjenesten kræver kun, at en lille parabol er installeret på ejendommen og giver gennemsnitlige downloadhastigheder på 100 til 200 Mbps og uploadhastigheder på 30 Mbps, med en latenstid på 20 ms (på niveau med jordbaserede systemer).
Dette giver en lovende alternativ kilde til internettilgængelighed, der i øjeblikket kan prale af 145.000 aktive brugere med 'hundredetusinder, der venter på at prøve det'. På grund af nuværende chipmangel har det desværre ikke været muligt at fremstille udstyret til at levere tjenesten i stor skala, hvilket har ført til, at mange potentielle brugere venter på, at deres service starter. Det nuværende fokus har været på kunder, der bor i de afsidesliggende områder frem for dem i tætbefolkede områder såsom større byer, da disse mennesker kan få mere glæde af servicen, mens dem i byerne kan få adgang til lignende tjenester til halv pris.
Elnetværk - Microgrid
Så nu ser vi, at teknologien til at forbinde dem i fjerntliggende områder er mulig. Hvordan ville man gå om at opsætte et system, der er i stand til ensartet internetdækning? Adskillige kundeanmeldelser fremhævede, at starlink-systemet sjældent oplever driftsafbrydelser, så de eneste hindringer for en konstant adgang til internettet er vejret og at have en konstant strømkilde tilgængelig. Det første problem er løst ved designet af parabolen, som inkluderer sin egen varmeovn for at forhindre problemer med frysning og at parabolen bliver blokeret af sne.
Det andet problem er lidt mere tricky. Da vi ser på systemer uden for nettet på grund af brugernes fjerntliggende beliggenhed, kan starlink-systemet ikke stole på en konstant strømkilde fra nettet, elektriciteten skal hentes lokalt via et lokalt mikronet. Et mikronet er et lille el-netværk, der forbinder en forsyning af elektricitet, normalt genereret af distribuerede kilder såsom vindmøller eller solcelleanlæg, til en elforbruger såsom et hjem eller et lille industrianlæg. Selvom mikronet ikke er begrænset til kun at producere strøm gennem vedvarende energikilder, foretrækkes vedvarende energikilder generelt frem for andre kilder på grund af deres renhed, lave driftsomkostninger og vanskelighederne og omkostningerne ved at transportere brændstoffer til fjerntliggende områder.
Opbevaringsproblem
En pålidelig forsyning af elektricitet er nødvendig for at Starlink-systemet konstant kan fungere. Desværre blæser vinden ikke altid, og solen skinner ikke altid, og som følge heraf er det usandsynligt, at vedvarende energikilder giver en konstant forsyning. Det er her batterierne kommer ind! En metode til lagring af elektricitet er påkrævet, så den elektricitet, der genereres under ideelle vejrforhold, konstant kan være tilgængelig for at drive Starlink-systemet. I øjeblikket er kemiske batterier såsom lithium-ion-batterier den mest populære form for energilagring og kan nemt integreres i et off-grid-system for at udjævne spidsbelastninger af strømproduktion.
Det er generelt en god idé, at fjerntliggende Microgrid-systemer af denne art indeholder en række energikilder såsom vindmøller og solcelleanlæg. Dette diversificerer den potentielle energiproduktion og er med til at sikre, at den strøm, der produceres, er så konstant som muligt uden større afbrydelser. Hvis systemet kun indeholdt et solcellepanel, og solen holdt op med at skinne, men der var masser af vind, ville der ikke blive genereret elektricitet. Og i tilfælde af et system med kun en vindmølle ville der ikke blive genereret elektricitet, hvis der ikke var vind, men masser af potentiel solenergi kunne gå til spilde! Et godt eksempel på sådan en vindmølle er TESUP Atlas4.0, som genererer masser af strøm med kun en lille profil!
Energiproduktion
Konceptet med diversificering af energiproduktion kan også retfærdiggøre behovet for en forbrændingsmotorgenerator for at sikre, at der selv under forfærdelige vejrforhold kan genereres afgørende elektricitet for at bevare livsnødvendige systemer og faciliteter såsom vand, varme og kommunikation (som f.eks. internet) kører kontinuerligt. I fremtiden kunne disse generatorer bruge brintbrændselsceller til at være helt rene og kun producere vand som et biprodukt. For øjeblikket, indtil brintdrevne generatorer er udviklet yderligere, dækkes dette behov af en diesel- eller benzindrevet generator.
Så som du kan se, ser fremtiden (og faktisk nutiden) lys ud for dem, der bor i fjerntliggende områder. Fremskridt inden for teknologi såsom satellitbaseret internet og vedvarende energigeneratorer i hjemmet har gjort det fuldt ud muligt at leve i en meget fjerntliggende region uden at gå på kompromis med de grundlæggende fornødenheder til et behageligt liv. En pålidelig internetforbindelse af god kvalitet er fuldt ud mulig med kommercielt tilgængeligt udstyr: en parabol, et varieret vedvarende energiproduktionssystem (solcellepaneler, vindmøller) og et robust ellagringssystem. Microgrids som denne er bestemt et interessant emne og er værd at se nærmere på!