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Microgrid mantiene l'alimentazione locale, economica e affidabile
Un progetto di energia distribuita recentemente completato nel grande carcere di Santa Rita da 4.000 detenuti nella contea di Alameda, in California, collega l'energia proveniente da celle a combustibile, pannelli solari, turbine eoliche e generatori diesel, tutti situati nel carcere, per formare una microrete che può funzionare indipendentemente da grandi centrali elettriche centralizzate. Il sistema mantiene l'alimentazione quando le tempeste distruggono la rete, il che è essenziale per la sicurezza nella struttura di massima sicurezza, e fa risparmiare alla prigione circa $ 100.000 all'anno.
La microgrid della prigione è una delle più grandi e avanzate degli Stati Uniti. È l'ultimo esempio di una tecnologia emergente di rete intelligente che fornisce un'alternativa più pulita, più affidabile e, in alcune parti del paese, significativamente più economica alla rete convenzionale. In molti casi, ha un ottimo ritorno, con o senza sussidi, afferma Michael Clark, presidente di Encorp con sede a Fort Collins, in Colorado, che ha recentemente installato il software e le apparecchiature necessarie per gestire la microgrid del carcere. Le microgrid forniscono anche nuovi modi per utilizzare l'energia solare ed eolica. Normalmente, la natura intermittente di tali fonti di energia le rende una sfida per i servizi pubblici. Integrandoli con batterie e altre fonti di alimentazione, possono fornire una spinta affidabile agli alimentatori convenzionali per aiutare le utility a soddisfare i picchi di domanda.
Le microgrid sono un passo oltre i sistemi di backup di emergenza o gli array di pannelli solari autonomi. Usano un software speciale e un'elettronica di potenza per integrare più fonti di alimentazione e accumulo di energia per fornire elettricità 24 ore su 24, anche quando il sole non splende o le normative limitano l'uso di generatori diesel. Nel caso del sistema del carcere, Encorp ha installato controller di rete, delle dimensioni di grandi computer, su ogni fonte di elettricità, inclusa una vasta gamma di migliaia di batterie, nonché nel punto in cui il carcere si collega alla rete . Anche il coordinamento dell'energia proveniente da generatori diesel, pannelli solari e altre fonti di energia richiede apparecchiature in grado di regolare la frequenza e la tensione dell'energia prodotta.
Clark afferma che Encorp ha sviluppato algoritmi per aiutare il sistema a ottenere il massimo da ogni fonte di alimentazione. Al carcere, dove il sistema è connesso alla rete, questo include rispondere alle esigenze di un'utenza. Se l'utility registra un forte picco della domanda, la microgrid può rispondere vendendo l'energia in eccesso all'utility.
In certi momenti, ha senso utilizzare la capacità del sistema di ridurre temporaneamente il consumo di energia in carcere per cose come l'aria condizionata o l'illuminazione per creare più energia in eccesso da vendere alla rete.
I primi clienti per le microreti sono aziende e organizzazioni che non possono permettersi nemmeno brevi interruzioni di corrente, come carceri, ospedali, data center e basi militari, o aree remote che non hanno accesso alla rete. Hanno senso dal punto di vista economico in luoghi come la California, dove i costi dell'elettricità sono elevati e le normative sui generatori di riserva sono rigorose. Ma presto potrebbero avere un senso in più luoghi poiché il costo dell'energia rinnovabile e delle batterie su larga scala diminuisce e poiché i controlli avanzati e l'elettronica di potenza li rendono più efficienti. (Vedi i nuovi design dei pannelli solari che rendono l'installazione più economica, la nuova batteria di GE per rafforzare la rete e la batteria per supportare diesel e gas naturale.)