这篇文章最初发表在Ensia。

生活在孤岛上迫使你成为大大小小的创新者。岛50左右的常住居民的非盟高级的,缅因州海岸的一个小岛,创新可以像使用PVC管作为窗帘杆因为没有真正的窗帘棒的手——也可以像国家电网的未来。

这座长6英里、宽2英里的岛屿一直面临着电力供应中断的问题。因此，岛民们，就像他们每天做的一样，变得有创意，在这个过程中，集成了几十年来一直可用的技术，不断出现的创新，为美国其他地区，甚至全世界创造了一种可再生能源的模式。

一半的成本

欧豪特岛通过7英里外的大陆海底电缆获取电力。但这条海底电缆是精心安装在海底的当地的捕虾人在1983年，它的寿命几乎是预期寿命的两倍，随时都有可能失效。

岛上奥豪特电力公司(Isle au Haut Electric Power Company)总裁吉姆·威尔逊(Jim Wilson)说，如果电缆断了，岛上可以运行备用的柴油发电机，但这将使居民的用电成本增加两倍。“这将是一场经济灾难，”他表示。

更重要的是，使用柴油发电机作为岛上的主要电力来源也需要更多的维护，而且对气候也不友好。

五年前，电力公司董事会得知岛上居民的寿命已经很短，于是开始研究各种方案。其中:创造a微型智能电网"而台湾将独立于大陆电力公司。

要走微电网的路线，他们必须能够在岛上发电。为此，他们考虑了微型涡轮、冰箱大小的燃烧燃料发电的设备。他们还研究了风力涡轮机和太阳能。Wilson说，一个太阳能微电网的成本只是其他所有选择的一小部分，包括更换电缆。

所以是太阳能。在岛民的支持下，该电力公司准备在今年夏天安装一个可再生微电网能源系统，其中包括一个由900块电池板组成的300千瓦太阳能阵列。

超级存储

威尔逊说，把这个项目推向起点是一场“冒险”。当一个棘手的问题解决后，另一个问题就会冒出来。

在他们面临的众多挑战中，有一个是每个有兴趣转换成更多可再生能源(如太阳能或风能)的人都必须解决的:间歇地储存产生的能量以备后用。最常见的存储解决方案之一是锂离子电池，但由于成本和预期寿命等诸多原因，它们不太适合这个项目。

在研究了其他几种存储方案后，这家电力公司最终选择了由纽约电力管理公司千瓦实验室(千瓦实验室)制造的超级电容器。千瓦实验室的主席、联合创始人和常务董事Chip Seibert说，超级电容器是一种电子设备，它能快速储存和释放能量，而不会像普通电池那样发生退化。

岛上的太阳能微电网将在超级电容器中储存1兆瓦时的电能，超级电容器装在两个20英尺长的类似拖车的容器中。千瓦实验室还提供了一种电力管理系统，它被安置在一个10英尺高的容器中，将电力从微电网输送到微电网。

减少浪费

随着存储问题的解决，岛上的电力公司当时面临着电力需求的巨大季节性差异问题。夏天，岛上的人口从50人左右增加到250到300人之间。为了满足夏季的电力需求，岛上需要一个更大的能源系统。在非夏季月份，这个更大的系统产生的电力比实际使用的要多。

当电缆还在使用时，岛上的电力公司可以把多余的电力卖给大陆的公用事业公司。但一旦电缆失效，产生的电能除了可以储存在超级电容器里的以外，基本上都将被浪费掉。

解决方案?在岛上的住宅、市政和商业地产安装空气-水热泵供暖系统，将多余的电力转化为热水，然后可以用来为建筑物供暖，目前的供暖来源从木材、石油到煤油。

位于缅因州的非营利组织岛屿研究所(island Institute)的岛上研究员莫莉·西格尔(Molly Siegel)说，没人指望岛上的每个业主都会把他们的供暖系统改成热泵/热水箱系统。西格尔说，这些系统的安装成本预计在9000美元左右，对于大多数常年居住在岛上的人来说，这是一笔巨大的开支。但是那些这样做的人可以期待在取暖费用上的大量节省。

Wilson说，考虑到建筑的大小和隔热效果，供暖泵/热水系统可以将业主的供暖成本降低一半。这使得热泵系统的前期成本的投资回报时间在4到7年之间。

“下一个，下一个”网格

微电网是如何控制的，是什么使欧豪特岛的能源系统“下一个,下一个电网”:一个基于算法的计算机程序，辅以机器学习和人工智能。

由缅因州波特兰创建内省系统该软件可以实时计算电力成本，这样消费者就可以管理他们的能源选择。

“我们正在进行最优的资源配置，”内省系统的联合创始人兼首席执行官凯·艾金(Kay Aikin)在去年夏天向总部位于华盛顿特区的非营利组织智能电力联盟(Smart Electric Power Alliance)提交的一个有关该岛项目的网络研讨会上解释道

这意味着,例如,软件计算出当最划算的建筑使用空气水热泵热/热水箱系统或使用建筑的备份热源,如kerosene-fueled监控加热器,然后个人消费者,使用仪表板界面类似于平板电脑,可以选择选项,最有意义。而且，他们知道自己的隐私是受到保护的:消费者的能源管理选择不会与电力公司共享。

这是非常令人兴奋的事情，威尔逊说:“当所有的事情一起进行时，将会是一个与我们开始时想象的非常不同的系统。”

钱的问题

如何支付新能源系统的费用，让电力公司和岛民尽可能负担得起，一直是另一个难题，电力公司副总裁尼古拉斯·菲尔德(Nicholas Filler)说。

这个180万美元的项目的资金来源多种多样，包括私人投资、物资捐赠、赠款和贷款。但是岛上的居民仍然会感到很难受。fill说，电力的使用率将保持在每千瓦时32美分，但是每个业主将不得不支付高达6800美元的评估费用来帮助支付项目的成本。业主可以选择一次性或通过20年的付款计划来支付评估费用。

威尔逊说，尽管家庭预算增加了成本，但岛民一直支持这个项目。一方面，他们认识到这种需求，但另一方面，也考虑到一些因素，以减少额外的成本。

如果业主切换到空气水热泵/热水存储系统、供热成本的节省将软化的压力增加电费,他说,使用太阳能电池板和热泵,整个岛将大大减少化石燃料的使用。

抓住注意力

这个创新项目引起了许多与行业相关的组织的注意，包括缅因州效率他是美国能源效率项目的独立管理者。伊恩·伯恩斯(Ian Burnes)是缅因州能效战略计划的负责人，他说，该组织已经同意提供超过6.5万美元的赠款，以帮助支持该项目，并期望从岛上收集的数据将为该组织未来的努力提供信息。

“我们对此持谨慎乐观态度，”效率缅因州的战略行动主任伊恩·伯恩斯(Ian Burnes)说。虽然他不确定这种类型的项目是否适合该州的每个社区，但它可能是如何将可再生能源整合到电力系统组合中这个难题的一个重要部分。“这可能会带来很多好处。”

从威尔逊的角度来看，毫无疑问，他们在奥豪特岛上所做的事情有可能给缅因州大陆上的社区带来巨大的改变，也有可能给整个国家带来巨大的改变。

他说:“这其中的含义远远超出了欧豪特岛的范围。”他承认，虽然这不是一个完美的解决方案，但它具有“巨大的”适用性，对于任何严重依赖化石燃料的地方，“可能是一个非常重要的经济因素”。

千瓦实验室的Chip Seibert对此表示同意。他说，能源行业倾向于预测，欧豪特岛这样的解决方案将在10年或20年内成形，而我们所有人在此期间仍将依赖化石燃料发电。

他表示:“我们必须制定一项计划，每次迈出一小步。”“当你看到欧豪特岛正在做的事情时，你会发现这是非常有趣的一小步，实际上是整个计划中的一个相当大的飞跃。”