本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
圣丽塔监狱不能承受断电的后果。由于数千名囚犯和设施工作人员的安全受到威胁，监狱需要持续供应大量电力。因此，在过去的十年中，该设施与私人和公共组织合作，成功地将这座113英亩的巨型监狱转型为现代微电网。
目前的圣丽塔监狱于1989年在加利福尼亚州都柏林开放。其校园式设计布局在一个半英里长、四分之一英里宽的场地内，拥有18个独立的住宿单元，以及一些用于登记、释放和管理的行政大楼，以及仓库、洗衣房、食品供应处和厨房设施。每栋建筑都配备了先进的监控和管理技术，包括一个机器人推车系统，用于为囚犯运送食物和收取衣物。
这座巨型监狱目前是美国第五大惩教设施，最多可容纳4,000名囚犯。在整个设施中安装的先进技术帮助狱警更有效地控制囚犯在建筑物内的活动，降低安全风险。但是，监狱的规模和一整套现代技术也带来了相应的代价——每年高达300万美元的公用事业费用。
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。
从20世纪90年代中期开始，监狱开始对照明系统和排气扇进行重大的能源效率升级，以期降低运营这座100万平方英尺设施的总体成本。并且，在2000-2001年加州电力危机之后，当地政府开始大力推动，以缓冲监狱免受轮流停电和电价飙升的影响。迄今为止，监狱已安装
1. 一个1.2兆瓦（MW）峰值功率太阳能光伏阵列，能够满足该设施约1/3的峰值功率需求（2001年安装）
2. 一个1兆瓦熔融碳酸盐燃料电池发电厂，能够满足监狱50%的电力需求和该设施18%的废热需求（2005年安装）。
3. 五个小型风力涡轮机，每个在峰值时产生约2.3千瓦（kW）（2010年上线）
4. 一个4兆瓦电池组，包括钠硫电池和磷酸锂离子电池各2兆瓦（2011/2012年安装）
5. 一个275千瓦太阳能跟踪系统，带有1100块太阳能电池板，包括Solaria太阳能电池板和一个Ideematec Azimuth跟踪器（2011/2012年安装）
对于这些项目中的大多数，以及自2000年以来进行的一系列额外的能源效率改造，县政府与一家名为雪佛龙能源解决方案（CES）的集团合作。这家石油巨头雪佛龙公司的部门与私营和公共部门团体合作，帮助他们减少公用事业费用。
今年，在近$1200万美元拨款的资助下，主要来自美国能源部和加州能源委员会，监狱实现了又一次巨大的飞跃，因为它成功地完成了在其自身微电网下对这些发电系统的整合。对于这个项目，监狱再次与雪佛龙能源解决方案合作，以帮助管理系统的设计和实施。其他项目合作伙伴包括阿拉米达县总务局、太平洋天然气和电力公司、加州独立系统运营商、劳伦斯伯克利国家实验室、国家可再生能源实验室和威斯康星大学。
今天，由于以下原因，圣丽塔监狱可以在公用电网中断时满足自身的电力需求
一个静态断开开关，允许该设施将其自身与公用电网隔离
其现有的现场发电能力
一个先进的储能/电力调节系统
通过与CERTS兼容的控制和监控系统实现的集成
而且，虽然该设施仍然保留着2台备用柴油发电机，以应对极端、长时间的停电，但它预计在大多数（如果不是所有）情况下都能够避免使用这些发电机。令人兴奋的是，我们将随着时间的推移从这个运行中的微电网系统中了解到什么，它有朝一日可能会被用于关键负载——从监狱到医院再到军事基地——遍布全国。
图片来源