Істина сучасної інфраструктури полягає в тому, що багато людей не можуть отримати доступ до великомасштабних систем забезпечення зручностей через віддалені місця проживання, тому для задоволення їхніх потреб потрібні незалежні автономні системи. Подумайте про віддалену ферму в далекій частині Шотландського нагір’я, неможливо підключити цю власність до національної мережі. Найпоширенішу форму самозабезпечення можна побачити у домашньому виробництві електроенергії, коли люди використовують невеликі генератори для виробництва власної електроенергії. Однак це може поширюватися на інші зручності, такі як постачання води з місцевих джерел або виробництво природного газу з компостних установок. Сучасне життя все більше залежить від підключення до Інтернету для роботи, хобі або спілкування з друзями та родиною. Це призвело до того, що Інтернет став розглядатися як розвага сам по собі. Історично склалося так, що завдяки опорі на твердотільну кабельну систему Інтернет було складним для автономних систем, щоб отримати надійний доступ із відповідною швидкістю та пропускною здатністю.
Альтернатива для віддалених районів
Однак останнім часом це почало змінюватися з комерціалізацією нової технології, яка використовує супутники для передачі інтернет-сигналів. Послуга називається Starlink і надається компанією SpaceX, аерокосмічною компанією в США. Інтернет-сигнали у формі радіохвиль надсилаються від користувача Інтернету на землі та відбиваються від супутника на орбіті Землі, щоб отримати їх постачальником послуг Інтернету (ISP). Послуга вимагає лише встановлення невеликої супутникової антени на території та забезпечує середню швидкість завантаження від 100 до 200 Мбіт/с і швидкість завантаження 30 Мбіт/с із затримкою 20 мс (нарівні з наземними системами).
Це перспективне альтернативне джерело доступу до Інтернету, яке наразі може похвалитися 145 000 активних користувачів із «сотнями тисяч, які чекають, щоб спробувати це». На жаль, через поточну нестачу чіпів виробництво обладнання для надання послуг у великих масштабах виявилося неможливим, що призвело до того, що багато потенційних користувачів чекають, поки їхні послуги запустяться. Поточна увага зосереджена на клієнтах, які живуть у віддалених районах, а не в густонаселених районах, таких як великі міста, оскільки ці люди можуть отримати більше користі від послуги, тоді як жителі міст можуть отримати доступ до подібних послуг за половину ціни.
Електрична мережа - Microgrid
Тож тепер ми бачимо можливу технологію з’єднання людей у віддалених районах. Як можна налаштувати систему, здатну забезпечити постійне покриття Інтернетом? Кілька відгуків клієнтів підкреслюють, що система starlink рідко зазнає перебоїв у роботі, тому єдиною перешкодою для постійного доступу до Інтернету є погода та наявність постійного джерела живлення. Першу проблему вирішує конструкція супутникової антени, яка включає власний нагрівач, щоб запобігти проблемам із замерзанням і засміченню супутникової антени снігом.
Друга проблема трохи складніша. Оскільки ми розглядаємо автономні системи через віддаленість користувачів, система starlink не може покладатися на постійне джерело живлення від мережі, електроенергія має надходити локально через місцеву мікромережу. Мікромережа — це невелика електрична мережа, яка з’єднує постачання електроенергії, яка зазвичай виробляється розподіленими джерелами, такими як вітряні турбіни або фотоелектричні установки, до споживача електроенергії, такого як будинок або невеликий промисловий об’єкт. Незважаючи на те, що мікромережі не обмежуються лише виробництвом електроенергії за допомогою відновлюваних джерел, відновлюваним джерелам зазвичай віддають перевагу перед іншими джерелами через їхню чистоту, низькі експлуатаційні витрати та складність і витрати транспортування палива у віддалені райони.
Проблема зберігання
Для постійної роботи системи Starlink необхідно надійне електропостачання. На жаль, не завжди дме вітер і не завжди світить сонце, тому відновлювані джерела енергії навряд чи забезпечать постійне постачання. Ось де на допомогу приходять батареї! Необхідний метод зберігання електроенергії, щоб електроенергія, вироблена за ідеальних погодних умов, могла бути постійно доступною для живлення системи Starlink. В даний час хімічні батареї, такі як літій-іонні батареї, є найпопулярнішою формою зберігання енергії, і їх можна легко інтегрувати в автономну систему, щоб згладити піки генерації електроенергії.
Загалом гарною ідеєю для таких дистанційних систем Microgrid є наявність ряду джерел енергії, таких як вітрові турбіни та сонячні фотоелектричні системи. Це диверсифікує потенційне виробництво енергії та допомагає гарантувати, що електроенергія, що виробляється, є максимально постійною без серйозних перебоїв. Якби система містила лише фотоелектричну панель і сонце перестало світити, але було багато вітру, електроенергія не вироблялася б. А у випадку системи лише з вітряною турбіною електроенергія не вироблялася б, якби не було вітру, але велика кількість потенційної сонячної енергії може піти даремно! Хорошим прикладом такої вітрової турбіни є TESUP Atlas4.0, яка генерує багато енергії лише з невеликим профілем!
Генерація енергії
Концепція диверсифікації виробництва енергії також може обґрунтувати потребу в генераторі двигуна внутрішнього згоряння, щоб гарантувати, що навіть за жахливих погодних умов можна виробляти важливу електроенергію для підтримки основних систем життєзабезпечення та зручностей, таких як вода, опалення та зв’язок (наприклад, Інтернет) працює безперервно. У майбутньому ці генератори зможуть використовувати водневі паливні елементи, щоб бути повністю чистими, лише виробляючи воду як побічний продукт. На даний момент, доки не будуть розроблені водневі генератори, ця потреба задовольняється дизельним або бензиновим генератором.
Тож, як бачите, майбутнє (і справді сьогодення) виглядає яскравим для тих, хто живе у віддалених районах. Прогрес у таких технологіях, як супутниковий Інтернет і домашні генератори відновлюваної енергії, зробили цілком можливим жити у дуже віддаленому регіоні без шкоди для основних потреб комфортного життя. Надійне, якісне підключення до Інтернету цілком можливо за допомогою комерційно доступного обладнання: супутникової антени, різноманітної системи виробництва енергії з відновлюваних джерел (фотоелектричні панелі, вітрові турбіни) і надійної системи накопичення електроенергії. Такі мікромережі, як ця, безперечно, є цікавою темою, на яку варто звернути увагу!