Microxarxes per la resiliència

Les averies provocades per les extremes condicions meteorològiques costen molts diners. De fet, hi han zones allunyades de la xarxa de distribució elèctrica que a avui dia encara funcionen amb generadors elèctrics. Llavors, una expansió de la xarxa no sempre és una opció ja que en la majoria dels casos, el seu cost no té sentit.

En les comunitats aïllades de les xarxes de distribució  o en les zones que hi ha molt mala qualitat de servei per  fenòmens meteorològics, les microxarxes són una solució. Aquests centres d' energia descentralitzats i autosuficients poden funcionar de manera independent o connectar-se a una xarxa de distribució. No obstant això, un obstacle que cal resoldre, és el disseny de microxarxes. Aconseguir la combinació correcta de fonts d'energia implica compromisos complexos entre la tolerància al risc, el cost i l'ecologisme.

Una investigació d'un equip del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) mostra que les microxarxes hiperlocals resistents proporcionen valor econòmic, si es dissenyen amb la combinació adequada de fonts d'energia. 

Lliçons de la microxarxa en una petita illa hawaiana

Impulsada per un mandat estatal, l'illa hawaiana de Moloka'i vol plantejar com passar al 100% d'energies renovables a l'any 2045. Sense accés a una xarxa de distribució més gran i amb la dependència del gasoil, els residents paguen gairebé tres vegades més que el cost mitjà dels EUA. Menys d'un terç d'aquesta potència prové de les energies renovables, mentre que la resta prové de generadors alimentats amb combustible.

Tot i això, les coses que fan que les illes hawaianes siguin especials són: la brisa de l'oceà, el sol i les onades, ja que esdevenen una prometedora oportunitat per fer possible deixar de cremar gas-oil aspecte, que pot ser una gran oportunitat  a moltes altres comunitats illenques o rurals.  El disseny de microxarxes és complicat. Moltes comunitats no estan dissenyades per desenvolupar alguna cosa així.

Les microxarxes solen ser alimentades per energia solar i/o eòlica, que utilitzen energia exedent per carregar bateries,  més, instal·len un generador com a (n-1). La substitució dels generadors per energia marina no només augmenta la resiliència, sinó que també redueix la dependència del combustible fòssil. Font: Vídeo de Sara Levine | Laboratori Nacional del Nord-oest del Pacífic

Igual que el risc es més reduït quan prové d'una cartera d'inversió diversificada, una varietat de fonts d'energia ajuda permet reduir el risc que una microxarxa no pugui cobrir la demanda d'energia.  Com que l'objectiu de Moloka'i era zero emissions, es va predir què passaria si els generadors dièsel existents, fossin substituïts amb energia marina. Quan s'afegeix a la combinació d'energia eòlica i solar, l'energia marina no només augmenta la resiliència, sinó que també redueix la dependència del combustible.

Per assolir l'objectiu de zero emissions, es va trobar que l'ús d'energia marina pot reduir la necessitat de construir solar i eòlica fins a un 50% en comparació amb no incloure l'energia marina a la cartera, a més de que es necessita menys emmagatzematge de la bateria. Això, és una bona notícia, ja que les bateries encara són cares. A més, menys èmfasi en l'energia solar significa una reducció de la petjada de l'ús del sòl. I l'espai és molt important en una illa petita.

Microxarxes resistents per recuperar-se més ràpidament

Quan l'huracà Sandy va colpejar la costa oriental el 2012, els danys van ser tan importants que algunes parts de Nova York i Nova Jersey van quedar sense electricitat durant mesos després de la tempesta. No obstant això, una microxarxa de la Universitat de Princeton a Nova Jersey va mantenir els llums encesos per als treballadors d'emergència i a les instal·lacions clau.

Hi ha un interès creixent en dissenyar microxarxes per alimentar coses com hospitals, refugis o comissaries de policia durant les emergències. No obstant això, el disseny de les microxarxes tendeix a centrar-se a minimitzar els costos en lloc de millorar la resiliència, però la solució més economia no sempre és la millor.

És difícil posar un preu a la resiliència, per exemple, un hospital donarà més valor a l'energia fiable, a diferència d'un particular que podria passar unes hores sense electricitat.

Les microxarxes solars solen funcionar amb energia solar combinada amb bateries, amb generadors alimentats amb gas-oil com a (n-1). Els generadors són fonamentals per resoldre situacions com quan les bateries no estan completament carregades, com ara els dies ennuvolats, o quan la demanda d'energia és alta i no es pot emmagatzemar l'excedent.

Modelització de microxarxes

El modelatge, pot ajudar la presa de decisions a sospesar els intercanvis i, finalment, dissenyar microxarxes que tinguin més probabilitats de mantenir el servei durant una emergència o zones d' alimentació sense accés a una xarxa de distribució. Com que s'espera que les condicions climàtiques, cada cop seran més severs com a conseqüència del canvi climàtic augmenti, el disseny de microxarxes resilients probablement  serà  més pertinent en el futur.

Font: Pacific Northwest National Laboratory