När kabeln från fastlandet som levererar kraft till Isle au Haut, Maine, lades ner på havsbotten för att ersätta åldrande dieselgeneratorer, fick samhället veta att den hade en livslängd på 15 till 20 år.
Det var 1983.
Under det senaste decenniet, som konfronterades med den krypande brådskandet att byta ut en kraftledning som skulle kunna gå sönder någon dag trots noggrant underhåll, diskuterade samhället hur man bäst skulle hålla lamporna tända i framtiden.
På menyn stod en ny kabel, dieselgeneratorer, bränsleceller, våggeneratorer, vind, sol och batterier.
Kostnaden var det främsta problemet.
Med en invånare på heltid på bara 70 personer eller så och en sommarmassa på 200 till 300 stod Isle au Haut inför en brantare uppgradering av kapitalinfrastrukturen än vanligt.
"När vi gick igenom kostnaderna för nästan alla alternativ var ekonomin bara riktigt otäck", säger Jim Wilson, president för det privata, vinstdrivande kooperativet Isle au Haut Electric Power Company.
Men när kostnaden för förnybar teknik sjönk, började vissa alternativ vara mer meningsfulla.
Ett sol- och batterisystem skulle driva dem runt 1,8 miljoner dollar.
En ny kabel: dubbelt så mycket.
Ett dieselsystem: trippel.
Så för fyra år sedan röstade samarbetsmedlemmarna enhälligt för att driva ett 300 kilowatt system bestående av 900 solpaneler med ett 1 megawatt grafensuperkondensatorbatteri för att lagra och leverera överflödig kraft.
Invånarna kan också lägga till egna solpaneler tillsammans med batterisystem (och / eller vattentankar för att lagra överflödig energi som värme).
På de flesta ställen kan det vara slutet på berättelsen.
Men det finns en dold aspekt av detta solprojekt som anpassar det till nästa vågs territorium: Bakom var och en av de cirka 140 elektriska mätarna på ön kommer enheter laddade med maskininlärningsprogramvara utvecklad av Kay Aiken på Maine-baserade Introspective Systems.
Dessa intelligenta styrenheter lär sig hemmets energianvändningsmönster och koordinerar sedan den informationen med öns solpaneler och batterier i realtid.
Detta låter varje punkt på nätet bestämma när det är bäst - billigast, mest effektivt eller vid en tidpunkt att föredra framför husägaren - att köpa eller sälja el tillbaka till nätet, om de har egna paneler och batterier.
”Vi menade inte att åka till havs”, sa Wilson och hänvisade till en anekdot från ett litet fartyg som blåses till en oavsiktlig men inte helt ovälkommen destination.
”Vi ville bara ha något att byta ut kabeln.
Men då börjar du titta på hur man kan göra allt mer effektivt, och en sak leder till en annan.
Vi bygger ett solprojekt - bara inte det vi förväntade oss för tre eller fyra år sedan.
”
Byggandet planerades för att börja våren 2020; på grund av COVID-19-pandemin har det försenats, men Wilson hoppas fortfarande att det nya systemet kommer att vara igång sen sensommar eller höst.
När den är klar kommer Isle au Haut att vara en del av en växande trend inom förnybar energiproduktion: autonomt styrda mikronät.
Vad exakt är ett mikronät?
Microgrids är inte en ny idé.
På industrispråket är ett mikronät ett litet nätverk av elanvändare med tillgång till en lokal energikälla.
Användarna är alla direkt anslutna till det centrala nätet, men under avbrott kan hela det lilla nätverket koppla bort sig själv från det centrala nätet eller fungera i "ö-läge" för att fortsätta driften.
Djupt avlägsna samhällen har litat på mikronät i årtionden, antingen för att de är i slutet av en lång och knarrig kraftöverföringsledning eller helt utanför räckvidden för verktyg.
Sjukhus och andra akuta och kritiska anläggningar är beroende av lokalt producerad energi för reservkraft; de drivs ofta av diesel, propan eller annat brännbart bränsle.
Men mikronät kan också vara mycket mer lokalt: När du vrider upp din generator efter ett stormavbrott och drar några förlängningskablar till grannarna, det vill säga ett mikronät.
Det nya är att fler och fler av dessa mikronät drivs av förnybara energimetoder, tack vare ökad överkomlighet och skiftande regler som gör dem lättare att anta.
Och det är en blomstrande verksamhet: Beroende på din nyhetskälla förväntas mikronätmarknaden vara värt 47 miljarder dollar fram till 2025, upp från 28 miljarder dollar i år.
I USA sker en enorm mängd mikrogridrörelser i Kalifornien, som har föreskrivit att all dess elektricitet kommer från källor utan utsläpp till 2045.
Kalifornierna är också helt enkelt oroliga över att det finns ström överhuvudtaget: Mellan katastrofala bränder, jordbävningar, lera och de "avstängningar av allmän säkerhet" som statens största verktyg, Pacific Gas & Electric, nyligen har genomfört, vänder sig människor till förnybar energi mikronät i ett försök att befria sig från beroende av en stor och alltmer oregelbunden energiförsörjning.
Naturligtvis är förflyttningen till dessa mikronät inte bara en sak i Kalifornien.
Det händer i Puerto Rico, där sol- och batterimikronät erbjuder lite paus efter orkaner och jordbävningar.
Och staten New York såg lanseringen av en prisfond på 11 miljoner dollar för att driva förnybar mikrogridutveckling efter att ha slagits av Superstorm Sandy.
Ett samhällsnät i East Hampton på Long Island försörjer 50 procent av stadens energibehov, håller den lokala vattenanläggningen igång och brandstationer i drift i nödsituationer och har tillåtit det lokala verktyget att undvika överföringsuppgraderingar på 300 miljoner dollar som ett resultat.
Kommuner över hela landet bygger dem för att hålla kritiska anläggningar igång oavsett vad de använder grön, lokalt producerad energi för att driva anläggningen under tiden.
Och mikronät erbjuder energiresurser och oberoende till landsbygdssamhällen och städer i Indien, Afrika och andra utvecklingsområden i världen.
Även verktyg utforskar sätt att komma in i spelet: I Illinois arbetade Commonwealth Edison med Chicago Housing Authority för att bygga Bronzeville sol- och batterimikrogrid för 660 bostäder i ett låginkomstområde som är anslutet till ett närliggande universitetsmikrogrid.
Det är ett pilotprogram för att lära dig hur kluster av mikronät kan fungera tillsammans när de kopplas bort från huvudnätet.
En del av anledningen till detta: Verktyg börjar erkänna att de inte helt kan garantera energiförsörjning till sina kunder, särskilt i utsatta områden och vid kanterna på nätet, säger Sascha von Meier, en expert inom smart-grid-teknik och kraftdistribution med University of California-Berkeley och Lawrence Berkeley National Laboratory.
Det leder till mer aptit för investeringar i nätets motståndskraft - och förnybara mikronät spelar en stor roll.
Eftersom fler och fler förnybara mikronät kommer online - från högskolor och huvudkontor till enskilda hem - börjar energifrågorna: Hur kan dessa resurser inte bara matas in i ett bredare nät? Och hur kan varje punkt i en alltmer komplex matris effektivt arbeta tillsammans och till och med dela direkt med varandra - en till synes enkel uppgift som det gamla rutnätet inte är utrustat för?
Anslutande resurser
I traditionella energiförsörjningssystem samordnas styrning och optimering av kraft mellan ett relativt litet antal centraliserade resurser.
Styrservrar optimerar produktion, produktion och flöde av energi från hundratals eller tusentals kraftverk och skickar den över linjerna i enlighet med detta.
Men eftersom fler människor i en viss region köper elfordon och omfamnar förnybara energikällor, batterier och smarta apparater som varierar sin energiförbrukning under hela dagen, börjar antalet poäng som bidrar till och drar från systemet klättra i miljoner.
Dessa ”distribuerade elektriska resurser” (DER) blir ett stort dataproblem som inte kan optimeras eller samordnas på ett centraliserat sätt.
Lösningen? Distribuera datorresurserna och säkerhetskopiera dem med smidiga algoritmer.
Andrey Bernstein, som forskar om autonom nätkontroll vid National Renewable Energy Laboratory (NREL) i Golden, Colorado, sa att beräkningsdelen av detta handlar mindre om hur man hanterar miljontals variabler på en gång så mycket som det handlar om att bryta upp dem i hanterbara bitar, sedan koordinera kommunikation på kapslade nivåer - och se till att när DER samverkar med nätet, skadar de inte systemet genom att av misstag överbelasta det.
Andrey Bernstein och en kollega (Foto: Dennis Schroeder / NREL) I laboratoriet testades först NREL-utvecklade algoritmer med hjälp av en datorsimulerad elektrisk matarlinje med hundratusentals DER, sedan miljoner.
NREL samarbetade sedan med Massachusetts-baserade Heila Technologies för att integrera programvaran i en liten och billig smart styrenhet som kan installeras inuti hemmet eller fastigheten, bakom elmätaren.
Bernstein utvecklar för närvarande algoritmer för att optimera energifördelning från ett förnyelsebar-driven mikronät till och från huvudnätet.
Programvaran, som testas i Colorado, är utformad för att samordna efterfrågan och tillgång i realtid från ett stort antal energiproducerande och lagringsenheter i hem på ett mikronät - solpaneler, elfordon, smarta apparater - genom att utföra de avancerade beräkningarna via en liten, billig datorstyrning vid varje punkt på nätet.
Den första verkliga piloten för denna teknik startade nyligen i samhället Basalt Vista, ett prisvärt bostadsområde i Colorado utvecklat av Habitat for Humanity.
Varje hem är utrustat med ett komplett utbud av energibesparande apparater och solpaneler, vilket gör Basalt Vista till ett koldioxidneutralt samhälle.
Hem under uppbyggnad i Basalt Vista-samhället.
(Foto: Joshua Bauer / NREL) När NREL / Heila smarta kontroller har installerats vid varje nod inom basalt Vista-området, kan varje punkt bli självstyrande men kan också interagera lokalt med andra noder för att optimera energiflödet till och från varje hem i samhället.
De kan avgöra när de ska hämta ström från det lokala nätet (och andra användare på ...
När kabeln från fastlandet som levererar kraft till Isle au Haut, Maine, lades ner på havsbotten för att ersätta åldrande dieselgeneratorer, fick samhället veta att den hade en livslängd på 15 till 20 år.
Det var 1983.
Under det senaste decenniet, som konfronterades med den krypande brådskandet att byta ut en kraftledning som skulle kunna gå sönder någon dag trots noggrant underhåll, diskuterade samhället hur man bäst skulle hålla lamporna tända i framtiden.
På menyn stod en ny kabel, dieselgeneratorer, bränsleceller, våggeneratorer, vind, sol och batterier.
Kostnaden var det främsta problemet.
Med en invånare på heltid på bara 70 personer eller så och en sommarmassa på 200 till 300 stod Isle au Haut inför en brantare uppgradering av kapitalinfrastrukturen än vanligt.
"När vi gick igenom kostnaderna för nästan alla alternativ var ekonomin bara riktigt otäck", säger Jim Wilson, president för det privata, vinstdrivande kooperativet Isle au Haut Electric Power Company.
Men när kostnaden för förnybar teknik sjönk, började vissa alternativ vara mer meningsfulla.
Ett sol- och batterisystem skulle driva dem runt 1,8 miljoner dollar.
En ny kabel: dubbelt så mycket.
Ett dieselsystem: trippel.
Så för fyra år sedan röstade samarbetsmedlemmarna enhälligt för att driva ett 300 kilowatt system bestående av 900 solpaneler med ett 1 megawatt grafensuperkondensatorbatteri för att lagra och leverera överflödig kraft.
Invånarna kan också lägga till egna solpaneler tillsammans med batterisystem (och / eller vattentankar för att lagra överflödig energi som värme).
På de flesta ställen kan det vara slutet på berättelsen.
Men det finns en dold aspekt av detta solprojekt som anpassar det till nästa vågs territorium: Bakom var och en av de cirka 140 elektriska mätarna på ön kommer enheter laddade med maskininlärningsprogramvara utvecklad av Kay Aiken på Maine-baserade Introspective Systems.
Dessa intelligenta styrenheter lär sig hemmets energianvändningsmönster och koordinerar sedan den informationen med öns solpaneler och batterier i realtid.
Detta låter varje punkt på nätet bestämma när det är bäst - billigast, mest effektivt eller vid en tidpunkt att föredra framför husägaren - att köpa eller sälja el tillbaka till nätet, om de har egna paneler och batterier.
”Vi menade inte att åka till havs”, sa Wilson och hänvisade till en anekdot från ett litet fartyg som blåses till en oavsiktlig men inte helt ovälkommen destination.
”Vi ville bara ha något att byta ut kabeln.
Men då börjar du titta på hur man kan göra allt mer effektivt, och en sak leder till en annan.
Vi bygger ett solprojekt - bara inte det vi förväntade oss för tre eller fyra år sedan.
”
Byggandet planerades för att börja våren 2020; på grund av COVID-19-pandemin har det försenats, men Wilson hoppas fortfarande att det nya systemet kommer att vara igång sen sensommar eller höst.
När den är klar kommer Isle au Haut att vara en del av en växande trend inom förnybar energiproduktion: autonomt styrda mikronät.
Vad exakt är ett mikronät?
Microgrids är inte en ny idé.
På industrispråket är ett mikronät ett litet nätverk av elanvändare med tillgång till en lokal energikälla.
Användarna är alla direkt anslutna till det centrala nätet, men under avbrott kan hela det lilla nätverket koppla bort sig själv från det centrala nätet eller fungera i "ö-läge" för att fortsätta driften.
Djupt avlägsna samhällen har litat på mikronät i årtionden, antingen för att de är i slutet av en lång och knarrig kraftöverföringsledning eller helt utanför räckvidden för verktyg.
Sjukhus och andra akuta och kritiska anläggningar är beroende av lokalt producerad energi för reservkraft; de drivs ofta av diesel, propan eller annat brännbart bränsle.
Men mikronät kan också vara mycket mer lokalt: När du vrider upp din generator efter ett stormavbrott och drar några förlängningskablar till grannarna, det vill säga ett mikronät.
Det nya är att fler och fler av dessa mikronät drivs av förnybara energimetoder, tack vare ökad överkomlighet och skiftande regler som gör dem lättare att anta.
Och det är en blomstrande verksamhet: Beroende på din nyhetskälla förväntas mikronätmarknaden vara värt 47 miljarder dollar fram till 2025, upp från 28 miljarder dollar i år.
I USA sker en enorm mängd mikrogridrörelser i Kalifornien, som har föreskrivit att all dess elektricitet kommer från källor utan utsläpp till 2045.
Kalifornierna är också helt enkelt oroliga över att det finns ström överhuvudtaget: Mellan katastrofala bränder, jordbävningar, lera och de "avstängningar av allmän säkerhet" som statens största verktyg, Pacific Gas & Electric, nyligen har genomfört, vänder sig människor till förnybar energi mikronät i ett försök att befria sig från beroende av en stor och alltmer oregelbunden energiförsörjning.
Naturligtvis är förflyttningen till dessa mikronät inte bara en sak i Kalifornien.
Det händer i Puerto Rico, där sol- och batterimikronät erbjuder lite paus efter orkaner och jordbävningar.
Och staten New York såg lanseringen av en prisfond på 11 miljoner dollar för att driva förnybar mikrogridutveckling efter att ha slagits av Superstorm Sandy.
Ett samhällsnät i East Hampton på Long Island försörjer 50 procent av stadens energibehov, håller den lokala vattenanläggningen igång och brandstationer i drift i nödsituationer och har tillåtit det lokala verktyget att undvika överföringsuppgraderingar på 300 miljoner dollar som ett resultat.
Kommuner över hela landet bygger dem för att hålla kritiska anläggningar igång oavsett vad de använder grön, lokalt producerad energi för att driva anläggningen under tiden.
Och mikronät erbjuder energiresurser och oberoende till landsbygdssamhällen och städer i Indien, Afrika och andra utvecklingsområden i världen.
Även verktyg utforskar sätt att komma in i spelet: I Illinois arbetade Commonwealth Edison med Chicago Housing Authority för att bygga Bronzeville sol- och batterimikrogrid för 660 bostäder i ett låginkomstområde som är anslutet till ett närliggande universitetsmikrogrid.
Det är ett pilotprogram för att lära dig hur kluster av mikronät kan fungera tillsammans när de kopplas bort från huvudnätet.
En del av anledningen till detta: Verktyg börjar erkänna att de inte helt kan garantera energiförsörjning till sina kunder, särskilt i utsatta områden och vid kanterna på nätet, säger Sascha von Meier, en expert inom smart-grid-teknik och kraftdistribution med University of California-Berkeley och Lawrence Berkeley National Laboratory.
Det leder till mer aptit för investeringar i nätets motståndskraft - och förnybara mikronät spelar en stor roll.
Eftersom fler och fler förnybara mikronät kommer online - från högskolor och huvudkontor till enskilda hem - börjar energifrågorna: Hur kan dessa resurser inte bara matas in i ett bredare nät? Och hur kan varje punkt i en alltmer komplex matris effektivt arbeta tillsammans och till och med dela direkt med varandra - en till synes enkel uppgift som det gamla rutnätet inte är utrustat för?
Anslutande resurser
I traditionella energiförsörjningssystem samordnas styrning och optimering av kraft mellan ett relativt litet antal centraliserade resurser.
Styrservrar optimerar produktion, produktion och flöde av energi från hundratals eller tusentals kraftverk och skickar den över linjerna i enlighet med detta.
Men eftersom fler människor i en viss region köper elfordon och omfamnar förnybara energikällor, batterier och smarta apparater som varierar sin energiförbrukning under hela dagen, börjar antalet poäng som bidrar till och drar från systemet klättra i miljoner.
Dessa ”distribuerade elektriska resurser” (DER) blir ett stort dataproblem som inte kan optimeras eller samordnas på ett centraliserat sätt.
Lösningen? Distribuera datorresurserna och säkerhetskopiera dem med smidiga algoritmer.
Andrey Bernstein, som forskar om autonom nätkontroll vid National Renewable Energy Laboratory (NREL) i Golden, Colorado, sa att beräkningsdelen av detta handlar mindre om hur man hanterar miljontals variabler på en gång så mycket som det handlar om att bryta upp dem i hanterbara bitar, sedan koordinera kommunikation på kapslade nivåer - och se till att när DER samverkar med nätet, skadar de inte systemet genom att av misstag överbelasta det.
Andrey Bernstein och en kollega (Foto: Dennis Schroeder / NREL) I laboratoriet testades först NREL-utvecklade algoritmer med hjälp av en datorsimulerad elektrisk matarlinje med hundratusentals DER, sedan miljoner.
NREL samarbetade sedan med Massachusetts-baserade Heila Technologies för att integrera programvaran i en liten och billig smart styrenhet som kan installeras inuti hemmet eller fastigheten, bakom elmätaren.
Bernstein utvecklar för närvarande algoritmer för att optimera energifördelning från ett förnyelsebar-driven mikronät till och från huvudnätet.
Programvaran, som testas i Colorado, är utformad för att samordna efterfrågan och tillgång i realtid från ett stort antal energiproducerande och lagringsenheter i hem på ett mikronät - solpaneler, elfordon, smarta apparater - genom att utföra de avancerade beräkningarna via en liten, billig datorstyrning vid varje punkt på nätet.
Den första verkliga piloten för denna teknik startade nyligen i samhället Basalt Vista, ett prisvärt bostadsområde i Colorado utvecklat av Habitat for Humanity.
Varje hem är utrustat med ett komplett utbud av energibesparande apparater och solpaneler, vilket gör Basalt Vista till ett koldioxidneutralt samhälle.
Hem under uppbyggnad i Basalt Vista-samhället.
(Foto: Joshua Bauer / NREL) När NREL / Heila smarta kontroller har installerats vid varje nod inom basalt Vista-området, kan varje punkt bli självstyrande men kan också interagera lokalt med andra noder för att optimera energiflödet till och från varje hem i samhället.
De kan avgöra när de ska hämta ström från det lokala nätet (och andra användare på ...
