En sanning om dagens infrastruktur är att många människor inte kan få tillgång till storskaliga system som tillhandahåller bekvämligheter på grund av deras avlägsna boendeplatser, vilket kräver oberoende system utanför nätet för att möta deras behov. Tänk på en avlägsen bondgård längst ut i det skotska höglandet, det är inte möjligt att ansluta denna fastighet till ett nationellt nätverk. Den vanligaste formen av självförsörjning kan ses i inhemsk elproduktion, när människor använder småskaliga generatorer för att producera sin egen el. Detta kan dock sträcka sig till andra bekvämligheter som att anskaffa vatten från lokala källor eller naturgasproduktion från komposteringsanläggningar. Det moderna livet bygger i allt högre grad på att vara ansluten till internet för arbete, fritidsintressen eller för att kommunicera med vänner och familj. Detta har lett till att internet anses vara en bekvämlighet i sig. Historiskt sett, på grund av sitt beroende av ett solid state-kabelsystem, har internet varit en svår bekvämlighet för system utanför nätet att skaffa på ett tillförlitligt sätt och med lämplig hastighet och bandbredd.
Alternativ för avlägsna områden
Men på senare tid har detta börjat förändras med kommersialiseringen av ny teknik som använder satelliter för att vidarebefordra internetsignaler. Tjänsten heter Starlink och tillhandahålls av företaget SpaceX, ett flygföretag i USA. Internetsignaler i form av radiovågor skickas från internetanvändaren på marken och studsar mot en satellit i jordens omloppsbana för att tas emot av en Internet Service Provider (ISP). Tjänsten kräver endast en liten parabolantenn installerad på fastigheten och ger genomsnittliga nedladdningshastigheter på 100 till 200 Mbps och uppladdningshastigheter på 30 Mbps, med en latens på 20 ms (i nivå med markbaserade system).
Detta ger en lovande alternativ källa till internettillgänglighet med för närvarande 145 000 aktiva användare med "hundratusentals som väntar på att testa det". Tyvärr, på grund av nuvarande chipbrist, har det inte varit möjligt att tillverka utrustningen för att tillhandahålla tjänsten i stor skala, vilket ledde till att många potentiella användare väntar på att deras tjänst ska starta. Det nuvarande fokuset har varit på kunder som bor i avlägsna områden snarare än de i tätbefolkade områden som storstäder eftersom dessa människor kan dra mer nytta av tjänsten, medan de i städer kan få tillgång till liknande tjänster för halva priset.
Elnät - Microgrid
Så nu ser vi att tekniken för att ansluta dem i avlägsna områden är möjlig. Hur skulle man gå tillväga för att sätta upp ett system som kan ha konsekvent internettäckning? Flera kundrecensioner framhöll att starlink-systemet sällan upplever avbrott i tjänsten så de enda hindren för en konstant tillgång till internet är vädret och att ha en konstant strömkälla tillgänglig. Det första problemet löses genom designen av parabolantennen som inkluderar en egen värmare för att förhindra problem med frysning och att parabolen blockeras av snö.
Det andra problemet är lite mer knepigt. Eftersom vi tittar på system utanför nätet på grund av användarnas avlägset läge, kan starlink-systemet inte förlita sig på en konstant strömkälla från nätet, elen måste anskaffas lokalt via ett lokalt mikronät. Ett mikronät är ett småskaligt elnät som kopplar en elförsörjning, vanligtvis genererad av distribuerade källor som vindkraftverk eller solceller, till en elkonsument som ett hem eller en liten industrianläggning. Även om mikronät inte är begränsade till att endast producera kraft genom förnybara energikällor, är förnybara källor i allmänhet gynnade framför andra källor på grund av sin renhet, låga driftskostnader och svårigheten och kostnaden för att transportera bränslen till avlägsna områden.
Förvaringsproblem
En pålitlig elförsörjning krävs för att Starlink-systemet ständigt ska fungera. Tyvärr blåser det inte alltid och solen skiner inte alltid och som ett resultat är det osannolikt att förnybara kraftkällor ger en konstant tillförsel. Det är här batterierna kommer in! En metod för att lagra el krävs så att den elektricitet som genereras under idealiska väderförhållanden ständigt kan vara tillgänglig för att driva Starlink-systemet. För närvarande är kemiska batterier som litiumjonbatterier den mest populära formen av energilagring och kan enkelt integreras i ett off-grid-system för att jämna ut toppar av kraftgenerering.
Det är generellt sett en bra idé att avlägsna Microgrid-system av detta slag innehåller ett antal energikällor som vindkraftverk och solcellssystem. Detta diversifierar den potentiella energiproduktionen och hjälper till att säkerställa att den effekt som produceras är så konstant som möjligt utan större avbrott. Om systemet bara innehöll en solcellspanel och solen slutade skina men det var mycket vind skulle ingen el genereras. Och i fallet med ett system med bara ett vindkraftverk skulle ingen elektricitet genereras om det inte fanns någon vind men massor av potentiell solenergi skulle kunna gå till spillo! Ett bra exempel på ett sådant vindkraftverk är TESUP Atlas4.0 som genererar massor av kraft med bara en liten profil!
Energiproduktion
Konceptet med diversifiering av energigenerering kan också motivera behovet av en förbränningsmotorgenerator för att säkerställa att, även under fruktansvärda väderförhållanden, avgörande elektricitet kan genereras för att behålla livsuppehållande system och bekvämligheter som vatten, värme och kommunikation (som t.ex. internet) körs kontinuerligt. I framtiden skulle dessa generatorer kunna använda vätebränsleceller för att vara helt rena och endast producera vatten som en biprodukt. För närvarande, tills vätgasdrivna generatorer utvecklas ytterligare, tillgodoses detta behov av en diesel- eller bensindriven generator.
Så som du kan se ser framtiden (och faktiskt nuet) ljus ut för dem som bor i avlägsna områden. Framsteg inom teknik som satellitbaserat internet och generatorer för förnybar energi i inhemsk skala har gjort det fullt möjligt att leva i en mycket avlägsen region utan att kompromissa med de grundläggande behoven för ett bekvämt liv. En pålitlig internetuppkoppling av god kvalitet är fullt möjlig med kommersiellt tillgänglig utrustning: en parabolantenn, ett mångsidigt förnybar energigenereringssystem (solcellspaneler, vindkraftverk) och ett robust ellagringssystem. Mikronät som denna är verkligen ett intressant ämne och är värt att titta på!