Αυτό το Microgrid του καζίνο μπορεί να είναι το μέλλον της ενέργειας


Όπως η Φουκουσίμα καταστροφή που ξέσπασε στην Ιαπωνία, η Blue Lake Rancheria, στη βόρεια Καλιφόρνια, αντιμετώπιζε τη δική της κρίση. Αρκετά μίλια εσωτερικά και ανηφορικά από τον Ειρηνικό Ωκεανό, τα 100 στρέμματα φυλετικής γης είχαν μετατραπεί σε καταφύγιο για περίπου 3.000 παράκτιους κατοίκους που διέφυγαν από ένα φοβερό τσουνάμι από τον ίδιο σεισμό. Μια τεράστια σειρά αυτοκινήτων συναρμολογήθηκε στο βενζινάδικο της Rancheria. μια νεαρή γυναίκα έτρεξε σε κύκλους, κρατώντας το μωρό της και κλαίει.

Η τοπική πλημμύρα κατέληξε να είναι σχετικά μικρή. Αλλά η μπλε λίμνη Rancheria αναταράχθηκε. "Αυτό ήταν ένα μάτι-ανοιχτήρι», λέει η Jana Ganion, διευθυντής βιωσιμότητας και κυβερνητικών υποθέσεων στην Rancheria. "Πρέπει να προετοιμαστούμε για τις καταστροφές που μπορούν λογικά να προβλεφθούν εδώ".

Τσουνάμι για ένα. Αλλά και ο τεράστιος σεισμός που πρόκειται να καταστρέψει το Βορειοδυτικό. Και οι ετήσιες πυρκαγιές της Καλιφόρνια, έγιναν όλο και πιο κακοί από την αλλαγή του κλίματος. Αυτές οι καταστροφές έχουν ένα κοινό πράγμα: απειλούν να κόψουν την Blue Lake Rancheria από το δίκτυο για μέρες, ίσως εβδομάδες. Στερεωμένο πίσω από την "Κουρτίνα Redwood" του κράτους, η αγροτική τοποθέτηση της Rancheria προσφέρει λίγα σημεία πρόσβασης και οι δρόμοι μπορεί να είναι απρόσιτοι μετά από μια καταστροφή.

Η απάντηση ήταν να βοηθήσουμε τον πρωτοπόρο σε ποιο θα μπορούσε να είναι το μέλλον της ενέργειας στην Καλιφόρνια και πέραν αυτής. Σε συνεργασία με τους επιστήμονες του Κέντρου Έρευνας Ενέργειας Schatz στο κοντινό Κρατικό Πανεπιστήμιο του Humboldt και την τοπική εταιρεία κοινής ωφελείας PG & E, η Rancheria ανέπτυξε το δικό της ηλιακό microgrid, επιτρέποντάς της να αποσυνδεθεί από το κύριο πλέγμα και να ξεφορτωθεί την ισχύ της μπαταρίας Tesla. Η εγκατάσταση διαθέτει έξι κτίρια, συμπεριλαμβανομένης μιας χαρτοπαικτικής λέσχης 55.000 τετραγωνικών ποδιών και 102 δωματίων – άνω των 140.000 τετραγωνικών μέτρων συνολικού χώρου.

Ο Matt Simon καλύπτει την κάνναβη, τα ρομπότ και την επιστήμη του κλίματος για το WIRED.

Η φυλή – η οποία συγκεντρώνει μόλις 49 μέλη – απειλείται συνεχώς από την πυρκαγιά, μαζί με πολλές άλλες κοινότητες στην Καλιφόρνια. Το φθινόπωρο εποχιακοί άνεμοι σκουριάζουν ηλεκτρικό εξοπλισμό, ντους σπινθήρες πάνω σε στεγνή βούρτσα κάτω. Οι κρατικοί αξιωματούχοι έχουν κατηγορήσει την PG & E για την εκκίνηση 17 από τις 21 μεγάλες πυρκαγιές της Καλιφόρνιας το 2017 μόνο, καθώς και για την καταστροφική πυρκαγιά του περασμένου έτους, η οποία ουσιαστικά κατέστρεψε την πόλη Paradise ισοπεδώνοντας σχεδόν 20.000 κτίρια και σκοτώνοντας 85 άτομα. οι άνεμοι κοντά στον Παράδεισο έγιναν ιδιαίτερα έντονοι, ότι η θανατηφόρα φωτιά δεν μπορούσε ποτέ να ανάψει. Ωστόσο, οι ανησυχίες σχετικά με τα τοπικά νοσοκομεία και άλλες εγκαταστάσεις έκτακτης ανάγκης τείνουν να εμποδίζουν τις επιχειρήσεις κοινής ωφελείας να λαμβάνουν τέτοιες προληπτικές ενέργειες Η μετάβαση σε μικροσυστήματα κατά τη διάρκεια ιδιαίτερα επικίνδυνων καταιγίδων ανέμου θα μπορούσε να κρατήσει τις ορεινές πόλεις του κράτους πολύ πιο ασφαλείς.

Αλλά πάρτε το από τη Blue Lake Rancheria: Η οικοδόμηση ενός microgrid δεν είναι τόσο εύκολη όσο να ρίχνετε μια δέσμη ηλιακών συλλεκτών, βιδώνοντας τις μπαταρίες στο έδαφος και λέγοντας au revoir στο δίκτυο γενικά. Χρειάζεται αρκετός χρόνος, εξειδίκευση και χρήματα, περίπου 6,3 εκατομμύρια δολάρια για την Rancheria μέχρι σήμερα – 5 εκατομμύρια δολάρια σε χρήματα Ε & Α που χορηγούνται από την Επιτροπή Ενέργειας Καλιφόρνιας το 2015 και τα υπόλοιπα προέρχονται από την ίδια την Rancheria. Αλλά ότι τα χρήματα της έρευνας είναι μια επένδυση που οι κοινότητες σε όλη την Καλιφόρνια θα μπορούσαν σύντομα να επωφεληθούν.

Η κατασκευή του microgrid της Rancheria ξεκίνησε τον Μάιο του 2016, και λίγο περισσότερο από ένα χρόνο αργότερα, η PG & E έδωσε την ευλογία της για να ξεκινήσει τη λειτουργία της. Σε έναν ιδανικό κόσμο όπου ο ήλιος πάντα λάμπει, το Rancheria θα μπορούσε να τροφοδοτήσει τον εαυτό του επ 'αόριστον, επαναφορτίζοντας τις μπαταρίες του χρησιμοποιώντας πάνω από 1.500 ηλιακούς συλλέκτες κατά τη διάρκεια της ημέρας και εξαντλώντας το το βράδυ. Αλλά σε μια ζοφερή μέρα, όπως αυτή στην οποία ταξίδευα τα εδάφη, τα πάνελ αγωνίζονται να συλλέξουν φωτόνια – παράγουν 120 κιλοβάτ, σε σύγκριση με 420 κιλοβάτ όταν ο ήλιος είναι γεμάτος εκρήξεις. Σε μια τυπική μέρα η Rancheria εξακολουθεί να αντλεί μια μικρή ποσότητα ενέργειας από το δίκτυο της PG & E για να σταθεροποιήσει το σύστημα. Αλλά εάν χάσουν τη σύνδεση αυτή για οποιοδήποτε λόγο, αυτά τα έξι βασικά κτίρια θα μπορούσαν θεωρητικά να διαρκέσουν μήνες για ηλιακή ενέργεια, με εφεδρικές γεννήτριες να χτυπούν τη νύχτα ή σε περιόδους θολότητας.

Στην είσοδο των γραφείων της Rancheria, ο Dave Carter, που διαχειρίζεται ερευνητικό μηχανικό στο Schatz Energy Research Center, μου δείχνει ένα ζευγάρι επίπεδων οθονών. Κάποιος εμφανίζει ένα διάγραμμα οικογενειακών δέντρων, με γραμμές που συνδέουν το βοηθητικό πρόγραμμα και το microgrid με κτίρια όπως το ξενοδοχείο και το καζίνο και τα γραφεία. Στην άλλη οθόνη εμφανίζεται ένα γράφημα τιμολόγησης ενέργειας καθ 'όλη τη διάρκεια της ημέρας. Το μεσημέρι έως τις 6 μ.μ. είναι όταν το ηλεκτρικό ρεύμα κοστίζει περισσότερο, έτσι το σύστημα χρεώνει τις μπαταρίες το πρωί, έτσι ώστε να μπορεί να αποφορτιστεί το απόγευμα όταν το χρηστικό έχει την κορυφαία τιμολόγηση.

Η Rancheria αναπτύσσει ακόμη περισσότερο το σύστημά της. Προστέθηκε μόλις 167 πίνακες πάνω από τις αντλίες στο βενζινάδικο, το οποίο θα ενεργοποιηθεί αυτό το καλοκαίρι. Πίσω από το σταθμό, οι ηλεκτρολόγοι εγκαθιστούν ένα άλλο πακέτο μπαταριών Tesla για να αποθηκεύσουν αυτή την πρόσθετη ενέργεια. Και όσο έχουν τα χρήματα, η φυλή μπορεί να προσθέσει ακόμη περισσότερα πάνελ και μπαταρίες για να ενισχύσει την χωρητικότητά της και να αντισταθεί στις θολό ημέρες.

Η οικοδόμηση ενός μικροβίου, ωστόσο, δεν είναι εύκολο έργο για οποιαδήποτε κοινότητα. "Όλα αυτά τα κτίρια πρόκειται να βρίσκονται σε διάφορες καταστάσεις επισκευής, πρόκειται να έχουν διάφορες σειρές ηλεκτρικών συστημάτων και γεννήτριες εφεδρικού κινητήρα ντίζελ", λέει ο Ganion, ο οποίος εποπτεύει το έργο για την Rancheria. "Αυτό που μάθαμε πολύ γρήγορα είναι ότι ο ελεγκτής της γεννήτριας ντίζελ δεν ήταν αρκετά έξυπνος για να μιλήσει στο σύστημα microgrid. Έπρεπε να κάνουμε μια δουλειά στη μέση. "

Ο Ganion ελπίζει να μετατρέψει τα σκληρά μαθήματα της Rancheria σε ένα "one-stop shop για τις κοινότητες που θέλουν να αναπτύξουν microgrids." Σκεφτείτε το σαν την εξέλιξη του προσωπικού υπολογιστή: Η Rancheria λειτουργεί ουσιαστικά σαν να ήταν η δεκαετία του 1980, να συναρμολογήσει έναν υπολογιστή από μόνο του, ενώ μια μέρα άλλες κοινότητες μπορεί να είναι σε θέση να αγοράσουν ένα microgrid που λειτουργεί περισσότερο ή λιγότερο σωστά από το κουτί, όπως ένα κομψό μοντέρνο φορητό υπολογιστή.

Αυτό θα μπορούσε να ακούγεται σαν κάτι που θα βοηθούσαν επιχειρήσεις όπως το PG & E να αποτρέψουν. (Η PG & E αρνήθηκε να σχολιάσει αυτήν την ιστορία.) Η δουλειά τους, εξάλλου, κρατά τους πελάτες εξαρτημένους από τις υπηρεσίες τους. Όμως, καθώς ο κόσμος σιγά σιγά απομακρύνεται από τα ενεργειακά εργοστάσια ορυκτών καυσίμων, οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας του μέλλοντος θα αρχίσουν να φαίνονται λιγότερο σαν παραγωγοί και διανομείς ενέργειας και περισσότερο σαν απλοί διανομείς. "Είναι το μέλλον του δικτύου στην Καλιφόρνια", λέει ο Peter Lehman, ιδρυτικός διευθυντής του Schatz Energy Research Centre.

Blue Lake Rancheria

Οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας δεν θα χρησιμοποιούν μόνο γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας και άλλες υποδομές για να μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα. Η παροχή βοήθειας για την ανάπτυξη μικροσυστημάτων θα μπορούσε να γίνει μέρος της κύριας δραστηριότητάς τους. Το microgrid της Rancheria βρίσκεται ακόμα σε συνεχή επικοινωνία με το δίκτυο γενικά. "Πρέπει να συνεργαστείτε πολύ στενά με τη χρησιμότητα για αυτό", λέει ο Carter, του Schatz Energy Research Center.

Αυτή η αλληλεξάρτηση σημαίνει ότι οι επιχειρήσεις κοινής ωφελείας έχουν ένα φυσικό ρόλο να διαδραματίσουν σε έναν κόσμο microgrid. Η εναλλακτική λύση είναι η συνήθης λειτουργία: ένα λαβυρινθώδες κρατικό δίκτυο γραμμών μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας που οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας δεν επιθυμούν να αποσυνδέσουν, ακόμη και κατά τη διάρκεια εκδηλώσεων υψηλού ανέμου που προκαλούν και πυροδοτούν πυρκαγιές εξαιτίας της ευθύνης που συνεπάγεται η απώλεια ισχύος σε κρίσιμες υπηρεσίες.

Η πρόκληση για τις μικρές, απομονωμένες κοινότητες όμως είναι το κόστος-η Tesla συνιστά να εγκαταστήσετε δύο από τις μπαταρίες του Powerwall για να εξασφαλίσετε ότι ακόμη και ένα μικρό σπίτι μπορεί να περάσει μια εβδομάδα από το δίκτυο, ένα σύστημα που θα σας επαναφέρει 14.500 δολάρια μόνο στο κόστος εξοπλισμού. "Τι θα κόστιζε αυτό και ποιος θα έπρεπε να πληρώνει γι 'αυτό;" ρωτά ο Richard Tabors, πρόεδρος του TABORS Caramanis Rudkevich, μιας εταιρείας συμβούλων ενέργειας. "Αρχικά, για να είμαι απόλυτα ειλικρινής, η πολιτεία της Καλιφόρνιας θα πρέπει να πληρώσει για αυτό." Το κράτος, μετά από όλα, υποφέρει από μια άνευ προηγουμένου κρίση πυρκαγιών. Είναι ζήτημα σωτηρίας ζωών, αλλά και έξυπνης επένδυσης: η πυρκαγιά του περασμένου Νοεμβρίου, η πιο θανατηφόρα και πιο καταστροφική στην κρατική ιστορία, προκάλεσε ζημίες άνω των 16 δισεκατομμυρίων δολαρίων.

Η Rancheria περιγράφει την εμπειρία της με την PG & E με θετικούς όρους, αλλά άλλοι που ελπίζουν να εγκαταστήσουν το σπίτι της ηλιακής ενέργειας δεν ήταν τόσο τυχεροί, λέει ο Bernadette Del Chiaro, εκτελεστικός διευθυντής της California Solar and Storage Association. "Το λυπηρό είναι ότι οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας έχουν απλώς ένα στραγγαλισμό για τη χάραξη πολιτικής και την κανονιστική ρύθμιση", λέει. «Αποτελούν απολύτως τεράστια εμπόδια για να μπορούν οι άνθρωποι να κάνουν απλά την απλή αυτοπαραγωγή».

Ωστόσο, όπως η Καλιφόρνια κινείται προς την ίδια ενέργεια με 100 τοις εκατό καθαρής ενέργειας μέχρι το 2045, καθιστώντας ευκολότερη την εγκατάσταση ηλιακών εγκαταστάσεων θα είναι πρωταρχικής σημασίας. Η πρόκληση θα είναι σε μεγάλο βαθμό η διαχείριση, όπως ο προσδιορισμός του ποιος είναι υπεύθυνος για τη διατήρηση των διαφόρων τμημάτων του δικτύου. Επειδή η συντήρηση φέρει ευθύνη-δεν θέλετε να είστε εκείνος του οποίου ο κακοδιατηρημένος εξοπλισμός σπινθήρες την επόμενη θανατηφόρα πυρκαγιά.

Εν τω μεταξύ, το Ερευνητικό Κέντρο Έρευνας Schatz βοηθά στο σχεδιασμό ενός μικρού δικτύου για το περιφερειακό αεροδρόμιο Humboldt County κάτω από το δρόμο από το Blue Lake Rancheria, το οποίο θα περιλαμβάνει μια ηλιακή συστοιχία 9 στρεμμάτων. Και η Rancheria θα συνεχίσει να διακινδυνεύει στο δικό της microgrid, προσθέτοντας χωρητικότητα και εκσυγχρονίζοντας τη συνολική διαδικασία.

Ο Γκανιόν με περπατάει μέσα από τον χώρο στάθμευσης και λέει ότι η Rancheria σχεδιάζει να προσθέσει καταφύγια αυτοκινήτων με ηλιακούς συλλέκτες. Πίσω από το ξενοδοχείο και το καζίνο βρίσκουμε τον ηλιακό αγροτεμάχιο 2 στρεμμάτων, αφού το πάνελ φουσκώσει τα φωτόνια μέσω του καλύμματος της νέφωσης. Στο επόμενο πείραμα με το μέλλον της ενέργειας, λέει ότι η Rancheria θα μπορούσε να αρχίσει να παίρνει το παιχνίδι με μια απλή μορφή απομόνωσης του άνθρακα, ενθαρρύνοντας την ανάπτυξη φυτών κάτω από τους πίνακες για να αναρροφήσει το διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα.

«Όταν επιστρέψουμε, ίσως να έχουμε ένα κήπο με βότανα που αναπτύσσεται εκεί κάτω», λέει ο Γκανιόν. «Θα νικήσει τα ζιζάνια, σίγουρα».


Περισσότερες μεγάλες ιστορίες WIRED