בגלל האש: צפון קליפורניה מעבדה תוססת של רשתות זעירות

הרשת הזעירה (מיקרו גריד) סטון אדג’ שרדה בשריפות. כעת מפתחים שם מיזם חדש, הכולל את הלקחים שנלמדו

theguardian.com 

בעל היקב בסטון אדג’ מצא עצמו בדילמה שמעורבים בה מיליוני דולרים כשביקש להקים נכס חדש בהרי המאיאקאמאס החוצצים בין שני המחוזות נאפה וסונומה, מחוזות שתנובת הענבים בהם מהווה אחוז נכבד מסך ייצור היינות של קליפורניה.

בזכות הריחוק והבידוד, האתר מושלם לכרמים לייצור יין. אך אליה וקוץ בה. עלויות אספקת החשמל גבוהות מאוד. הפעלת קווי חשמל בעלי מתח של 480 וולט לנכס שאמור להפעיל את הציוד הנחוץ ליקב אמורה לעלות הרבה מאוד לפסיפיק ‘גז אנד אלקטריק’, חברה שמספקת שירותי גז טבעי וחשמל לכ-16 מיליון אנשים בצפון ומרכז קליפורניה. כדי לגרום למיזם לפעול באופן רווחי, הבעלים, מק ולזלי מקאואן היו מוכרחים למצוא דרך יותר כלכלית.

‘סטון אדג” אינה חווה טיפוסית, היא נכס של 65 דונמים ומשתמשת בעשרה סוגים של ממירי מתח (אינברטרים), תא דלק ושבע מערכות סוללה ומערכת נוספת בדרך. הנכס, הכולל יקב וכרמים לייצור יין, עשה כותרות לאחרונה בזכות מערכת המיקרו גריד שלו שהחזיקה מעמד בשריפות הענק בצפון קליפורניה. בינואר זכה מיזם המיקרו גריד בפרס המנהיגות הסביבתית והכלכלית של קליפורניה.

התכנית להולכת חשמל לכרם המרוחק של ‘סטון אדג” נעשתה מקרה בוחן נוסף לטכנולוגיה המנותקת מרשת החשמל: מיזם המיקרו גריד ‘סילבר קלאוד’. הפעם, בשונה מהאתר המקורי, לא יהיה גיבוי מהרשת.

“במקרה של סילבר קלאוד, אם התכנון ההנדסי לא יהיה איתן דיו, לא נוכל להבטיח מצב של אל-כשל (fail-safe)”, אמר קרייג ווסטר, קבלן בנייה ומנהל הפרויקט ומנכ”ל ‘ווסטר אנרג’י אינג’ירינג’. “נצטרך להגיע למצב שאנחנו פועלים באופן עצמאי”.

ווסטר הפיק לקחים מהמעבדה החיה שחוות סטון אדג’ שימשה אבן מסד עיקרית בה ובנה תכנית לרשת הזעירה ‘סילבר קלאוד’ שבה הוא מיישם אותם אחרי אירועי השריפות. בסופו של דבר, ‘סטון אדג” ו’סילבר קלאוד’ יחברו לרשתות זעירות עתידיות על מנת ליצור אגריגציה של נכסים בחמישה מתוך שבעת האתרים שלהם.

“המטרה היא למצוא את הפתרון לאופן שבו ניתן לשכפל רשתות זעירות בזריזות ועם רווחיות”, אמר ווסטר. הניסיונות להגיע ליעד יכולים להועיל לתושבי קליפורניה הנמצאים מחוץ למעגל הלקוחות היוקרתי של החווה והיקב, משום שבגלל שינויי האקלים, השריפות העזות המשתוללות נעשו כבר שכיחות. הרשת זעירה ‘סטון אדג” פעלה ללא דופי ובבדידות מזהרת בעוד שבאזורים מסביבה אירעו הפסקות חשמל ואלפי בתים נשרפו עד היסוד.

יקב שרוף בסנטה רוסה, קליפורניה

החביות השרופות: יקב הרוס בסנטה רוסה. 22 איש מתו ו-3,000 בתים נחרבו בשריפות שנגרמות משינוי האקלים ואף החריבו תעשיית יין של 58 מיליארד דולר. מקור:מרקוס ים, גטי אימג’ז

‘סטון אדג” אמנם המשיכה לפעול בזכות הצוות המפונה שהפעיל את המיקרו גריד בשלט רחוק, אבל ווסטר זיהה 24 לקחים ודרכים לשיפור הגמישות והתפקודיות שאותן יישמו באתר השני.

‘סילבר קלאוד’ תכלול כ-300 קילוואט חשמל סולארי, שמונה ממירים מסוג ‘אידיאל פאואר’ ומערכת סוללה SimpliPhi Power שמרכיבים רשת במתח של 480 וולט המספקת חשמל בזרם חילופין (AC) ובעלת כושר הולכה של לפחות 240 קילוואט. ווסטר אמר שהמערכת תוכל לעלות ל-400 קילוואט, ולעיתים קרובות הוא מפתח ומשכלל את הנדסת המערכות האלה במשך הזמן.

“אחד ההיבטים של עבודה עם ‘סטון אדג”, וזה מה שאני אוהבת, הוא שבכל פרויקט שבו מתמודדים עם כל השלבים השונים מהתכנון עד לביצוע, השינויים תלויים בצרכים הדינמיים של הכרם”, אמרה קתרין וון ברג, נשיאה ומנכ”לית של  SimpliPhi.

האתר המקורי של ‘סטון אדג” כולל ממירים של ‘אידיאל’ ומספר יחידות סוללה של SimpliPhi. אך המבנה המתוכנן עבור ‘סילבר קלאוד’ מבטיח שאם אחד הממירים יפסיק לתפקד, תימנע נקודת כשל בודדת בכל המערכת (“נקודת כשל בודדת” היא חלק של מערכת אשר תקלה בו תגרור תקלה בכל המערכת).

“יש שם רמה מסוימת של יתירות שפשוט לא קיימת בממירים מחברות אחרות”, אמר ג’ון מריט, מנהל תכנון האפליקציות ב’אידיאל פאואר’. “המערכת פועלת באופן נקי יותר, היא פשוטה יותר, חסונה ובעלת יתירות”.

סוללות הליתיום-ברזל-פוספט של SimpliPhi חסינות אש יותר מאשר סוללות ליתיום יון אחרות. ווסטר אמר שהבחירה בסוללה זו הייתה קלה מאוד ולא דרשה מחשבה. “מה שלמדנו מאירוע השריפות הוא שלא כדאי להשקיע במשהו שיכול להתלקח באש משתוללת או להיות מקור האש”, הוא אמר.

ווסטר מספר שהחווה אמנם רוויה בפסולת עץ, אבל גם כאן הוסקו מסקנות ובחווה הבינו שעליהם לנקוט מדיניות הרבה יותר אגרסיבית בנושא ניהול קרקע. ואמנם, ‘סילבר קלאוד’ רתמה את נושא פסולת העץ לטובתה והיא טוחנת שברי עץ לשבבים ומשתמשת בזה כדלק לייצור חשמל.

 

במהלך השריפות, ווסטר גם שם לב שהמערך הסולארי נשאר לייצר חשמל ב-50 אחוז מרמת הייצור הרגילה, למרות העשן והאפר. החווה נאלצה להשבית חלק מהמערך הסולארי שלה, משום שלרוב, עודף התפוקה משמש בה לייצור מימן, שהוא חומר דליק מאוד, כדי להפעיל את כלי הרכב של החווה. כעת, החווה עובדת עם Enphase Energy  כדי לתכנן מערכת שתאפשר לשלוט בכל אחד ואחד מהפאנלים.

“כמו הכפתור של עצמת השמע ברדיו, כך נוכל להגביר או להנמיך את תפוקת הפאנלים”, אמר ווסטר. “מדובר בפריצת דרך עצומה בעולם הרשתות הזעירות. לפני אירוע השריפה מעולם לא חשבנו על צמצום התפוקה של האנרגיה הסולארית.

הפרויקט אמור לעבוד בלי תקלות כבר בחודש יולי. צוות החווה כבר חושב קדימה, כיצד החידושים האלה יוכלו לשמש דוגמה באתרים הנוספים שלהם. על הפרק: להשיב לחיים אזורים כמו שכונת קופי פארק שבסנטה רוזה, שבה השריפה כילתה עד היסוד מבנים רבים, וזאת באמצעות מבנים גמישים שצורכים מעט אנרגיה.

“נשלחתי לתערוכות לדבר על מיקרו גרידים, אבל המציאות מכתיבה שעלינו לחשוב על משהו גדול הרבה יותר. קהילה נהרסה ואולי אפשר לבנות אותה מחדש באמצעות מערכת חשמל אוטונומית. למעשה, אפשר להסב את תחנות התדלוק בה לטובת מכוניות המונעות במימן ומכוניות חשמליות – מה שהעתיד יזמן”.