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能源是生命的基础，将能源转化为有用形式也同样重要，特别是发电，以便满足所需负载并提供食物、水和能源安全。地球上有 30 亿人（占地球人口的 20%）无法使用电力，偏远社区的这一数字增长到 90% - 如何缓解这种能源贫困？社区和个人需要可持续的能源转换实践，以满足基本需求、增强当地生计并刺激经济增长。事实上，当今的环境状况要求利用经济可行的可持续可再生能源。不幸的是，将可再生资源转化为有用和可交易形式的能源的能力往往超出普通人的控制范围，使他们不得不支付高额电费或依赖他人来满足电力和基本需求。此外，缺乏允许普通人参与可再生能源发电的立法，这对他们的社区和生计不利。气候变化及其伴随的问题影响着每个社区，其范围令人生畏。随着社区意识到在附近地区生产可再生能源的机会，并希望为子孙后代创造遗产，他们认识到在社区实施此类项目除了“从摇篮到坟墓”之外还有更多好处。在一个地区引入可再生能源发电项目可以通过能源独立和经济发展重新平衡社区的经济结构和社会完整性（Gipe，2007 年）。利用社区所在地可用的资源有很多好处，例如抵消化石燃料进口的成本和波动性，同时通过创造就业机会刺激当地经济。这反过来又抵消了购买、安装和维护可再生能源技术的成本。总体结果有助于教育当地社区可持续能源实践和最先进的技术，同时减少温室气体排放并增强当地社区的能力。分布式发电以及智能电网应用将为清洁技术部门、创新城市和偏远社区做出重要贡献。然而，当风能或太阳能等可再生资源不稳定时，依赖单一能源供应并不够可靠，导致依赖外部燃料供应并容易受到外国控制。智能微电网是一种解决这些问题的方法，为社区提供 100% 可再生能源、净零、自主电力。通过智能计算基础设施制定综合能源战略可以帮助社区对其能源投资做出明智的决策，并优化分布式资源的生成和分配。从根本上说，微电网本身提供的多样化，创造了更安全的能源供应。这项研究已经证实，互补资源的行为与存储技术的使用可以共同提供一个更强大的能源系统，无论是在可靠性还是可负担性方面。结合社区能源模型，这项工作使社区能够利用循环经济中适当的业务和技术能力来规划他们的能源战略。展望未来，这项研究将扩展到为北极环境开发智能微电网，并发展现有的风力涡轮机结冰缓解研究，包括北极微电网，将能源系统研究与人类活动和健康结合起来，以发展健康和可持续的社区。
博士Andrea Kraj，P.Eng
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