Dekolonisierung Puerto Ricos durch Solarenergie

Jul 27, 2023

Nachdem Hurrikan Maria im September 2017 die Infrastruktur Puerto Ricos dezimiert hatte, machte sich Tara Rodríguez Besosa daran, das lokale Nahrungsmittelsystem wieder aufzubauen. An Arbeit mangelte es nicht. Der Sturm zerstörte das Stromnetz der Insel, ließ Millionen Menschen ohne Strom zurück und verursachte erhebliche Schäden an Hunderttausenden Gebäuden. In der Bergregion rund um die Stadt Caguas schlossen sich Besosa und andere Gründer von El Departamento de la Comida, einem Restaurant und gemeinnützigen Lebensmittelladen, einer der „Solidaritätsbrigaden“ an, die entstanden waren, um lokale Bauernhöfe zu reparieren. Während Besosa und ihre Mitaktivisten Dächer reparierten, Regenwassersammelsysteme bauten und Solarenergieanlagen installierten, diskutierten sie über die Zukunft der Ernährung in Puerto Rico: Was musste wieder aufgebaut und was ersetzt werden.

Aus diesem Gespräch sei laut Besosa „das Verständnis entstanden, dass es keine Ernährungssouveränität geben wird, wenn wir nicht auch Energiesouveränität erreichen.“

In Puerto Rico beginnt das Energiegespräch mit dem veralteten Stromnetz der Insel. Schon vor Maria war es jahrelang heruntergekommen, seitdem hat es sich nicht viel verbessert. Die Insel leidet immer noch unter ständigen Ausfällen. Aufgrund der Politik der US-Kolonialregierung ist das Stromnetz fast vollständig auf importierte fossile Brennstoffe angewiesen, wobei sich die Entsorgungsstellen für Kohlenasche auf einkommensschwache Gebiete entlang der Südostküste konzentrieren, wo sie schädliche Giftstoffe in die Luft, das Wasser und den Boden abgeben.

Ein Hauptbestandteil jeder Lösung, wie man sie sich für eine Insel in der Karibik vorstellen kann, wird Solar-Photovoltaik-Energie sein. Insbesondere und insbesondere für ländliche Bauernhöfe bedeutet dies Mikrosolarsysteme, die für ein netzunabhängiges Leben konzipiert sind. Und während einige Puertoricaner bereits damit begonnen haben, sich netzunabhängigen Energielösungen wie Solar-Mikronetzen zuzuwenden, verlassen sich die meisten Versionen auf teure Batteriespeicher, um den Betrieb zu gewährleisten, wenn die Sonne nicht scheint. Dies macht sie für die meisten Einwohner wohlhabender Länder unzugänglich, ganz zu schweigen von den armen Landbewohnern Puerto Ricos.

Im März 2022 wurde Besosa einem Paar aus Zentral-Virginia vorgestellt, das an einer möglichen Lösung für genau dieses Problem arbeitete. Das Ehepaar Alexis Zeigler und Debbie Piesen lebte in einer absichtlichen Gemeinschaft namens Living Energy Farm in der ländlichen Gemeinde Louisa, Virginia, wo sie ein Solarenergiesystem namens Direct Drive DC Microgrid entwickelt hatten. Im Jahr 2010 kamen sie auf den Entwurf, bei dem ein nichtelektrisches Speichersystem mit thermischer Masse und Isolierung verwendet wurde, wenn die Sonne nicht scheint, wodurch die Notwendigkeit, teure Batteriespeicher zu kaufen, minimiert wurde.

„Massive Batteriebanken sind nicht bezahlbar und daher eine irrelevante Lösung für unser Problem der erneuerbaren Energien“, sagt Piesen.

Aufgrund der Politik der US-Kolonialregierung ist das Stromnetz fast vollständig auf importierte fossile Brennstoffe angewiesen, wobei sich die Entsorgungsstellen für Kohlenasche auf einkommensschwache Gebiete entlang der Südostküste konzentrieren, wo sie schädliche Giftstoffe in die Luft, das Wasser und den Boden abgeben.

Im Januar 2023 half Besosa Zeigler und Piesen bei der Organisation eines längeren Besuchs in Puerto Rico. Während zwei Monaten auf der Insel installierte das Paar im Rahmen der Endrunde eines vom Institute of Electronic and Electrical Engineers organisierten Wettbewerbs „Empower a Billion Lives“ seine Mikrosolaranlage in drei Gemeindezentren und sechs Wohnhäusern. Im März erhielt die Erfindung beim Global Energy Access Forum des IEEE in Orlando, Florida, eine lobende Erwähnung und ein Preisgeld von 5.000 US-Dollar. Während LEF beginnt, mit Ingenieuren zusammenzuarbeiten, die auf der IEEE-Konferenz Interesse an ihrem Modell bekundet haben, um diese Technologie im Kontext anderer Modelle anzuwenden, sagt Piesen, dass sie ihr Projekt in Puerto Rico erweitern wollen.

Diese Erweiterung wird dringend von Millionen Menschen in Puerto Rico benötigt, die mit der psychischen Belastung durch häufige Stromausfälle zu kämpfen haben. „Ich denke, das ist wirklich das Wichtigste, was wir tun können“, sagt Epic Jefferson, der eine Installation in einem Gemeindezentrum in der Nähe seines Elternhauses im San Juan-Viertel von Cupey koordinierte.

Besonders akut ist das Problem für ältere Bewohner, die im tropischen Klima Puerto Ricos auf eine Klimaanlage angewiesen sind.

„Die Prioritäten ändern sich, wenn man an einen Ort wie Puerto Rico kommt“, sagt Jefferson. „Die Frage ist: ‚Wie können wir den Tod verhindern?‘“

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Zeigler und Piesen lernten sich 2009 in der Twin Oaks Community kennen, einer gemeinnützigen Gemeinde in Louisa, Virginia. Piesen arbeitete auf dem Bauernhof, während Zeigler sich dem Ingenieurwesen zuwandte, wo er sich eine Reihe von Fähigkeiten in den Bereichen Versorgungswirtschaft und Tischlerei aneignete. Während er in den 1990er Jahren in Twin Oaks und ähnlichen Gemeinden lebte, begann er mit der Planung und dem Bau von kommunalen erneuerbaren Energiesystemen und lernte, was funktionierte und was nicht. Im Jahr 2008 hatte er die Idee, eine bewusste Gemeinschaft zu gründen, die ohne den Einsatz fossiler Brennstoffe auskommt.

Im Jahr 2010 gründete das Paar Living Energy Farm in Louisa als netzunabhängigen Bio-Bauernhof und entsprechendes Technologiezentrum. Im ersten Jahr entwickelten sie das DC Microgrid-System, das weiterhin ihre landwirtschaftliche Gemeinschaft mit sechs Erwachsenen und zwei Kindern sowie ein Saatgutunternehmen mit Strom versorgt. (Offenlegung: Der Autor ist ein ehemaliger Praktikant bei Living Energy Farm).

Die Vision hinter LEF besteht laut Piesen darin, „eine Lebensweise zu demonstrieren, die sich jeder auf dem Planeten leisten kann, sowohl ökologisch als auch finanziell.“ Sie wurden von der Mainstream-Umweltschützerbewegung mit diesem Paket grün getünchter Quatsch gefüttert, in dem es heißt: „Das wird es.“ Alles wird gut, denn wir werden das Stromnetz mit erneuerbaren Energien betreiben und Sie müssen sich keine Sorgen darüber machen, wie viel Strom Sie verbrauchen.‘“

Das LEF-System nutzt Tageslichtantrieb oder direkte Gleichstromversorgung, um tagsüber zu laufen, und ist nachts auf nichtelektrische Speicherung angewiesen. Wenn beispielsweise ein DC-Solarkühlschrank nicht läuft, speichert das Lebensmittel selbst Energie als thermische Masse. Wenn der Kühlschrank nicht voll ist, können Sie auf der unteren Ablage große Krüge mit Wasser aufbewahren, um sicherzustellen, dass die Lebensmittel kalt bleiben. Da schwere Lasten tagsüber fahren, können viel kleinere Batteriesätze verwendet werden und hochwertige, langlebige Batterien werden deutlich erschwinglicher. LEF verwendet Nickel-Eisen-Batterien, die 50 Jahre oder länger halten können, um Lichter, Ventilatoren und Elektronik mit Strom zu versorgen.

„Wir wussten, dass es langlebige Batterietechnologie gibt, wir wussten über Direktantrieb Bescheid und hatten von Gleichstrombetrieben gehört, aber niemand sonst hatte es auf kommunaler Ebene umgesetzt“, sagt Piesen.

Da sie wussten, dass sie einen Bauernhof betreiben und bewässern wollten, machten sie die Brunnenpumpe zu ihrer ersten Priorität. Als sie herausfanden, dass sie die Pumpe mit Gleichstrom betreiben konnten, kam Zeigler auf die Idee, es mit einem Saatgebläse zu versuchen, da er dachte, dass beides unmöglich gleichzeitig laufen könne. „Es hat funktioniert, weil Gleichstrommotoren die Leistung auf eine Weise teilen können, die Wechselstrommotoren nicht können“, sagt sie.

Zeigler und Piesen lernten sich 2009 in der Twin Oaks Community kennen, einer gemeinnützigen Gemeinde in Louisa, Virginia.

Die meisten Wechselstrommotoren, erklärt Piesen, benötigen eine konstante Spannung, die nicht von einem Solarpanel geliefert wird, wo sich Strom und Spannung ständig ändern. LEF verwendet Permanentmagnet-Gleichstrommotoren, die leicht verfügbar und kostengünstig sind und die großen Spannungsschwankungen vertragen, die von einem Solarpanel bei wechselndem Wetter ausgehen. Da sich die Spannung je nach Wetterlage erhöht und verringert, laufen die Motoren schneller oder langsamer. Wenn Sie also mehrere Motoren betreiben, die mehr Strom verbrauchen, als die Solarmodule liefern, wird die Arbeit nur etwas langsamer erledigt.

In Puerto Rico, wie auch in der Karibik im Allgemeinen, hat sich das Klima als Verbündeter bei der Nutzung von Solarenergie ohne Batteriespeicher erwiesen, da die Heizung im Gegensatz zu gemäßigten Klimazonen kein Problem darstellt. Im Jahr 2021 reiste Zeigler nach Jamaika, wo die Strompreise zu den höchsten der Welt gehören, um die Systeme mit Partnern vor Ort zu installieren. Im darauffolgenden Jahr erhielten sie im Anschluss an dieses Projekt ein Stipendium für die Arbeit in Puerto Rico und begannen, über die Intentional Communities-Bewegung lokale Kontakte zu knüpfen. Dies führte sie nach Besosa und El Departamento de la Comida.

„Die Verbindung zu Tara war der Beginn der Dinge“, sagt Piesen.

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Bevor Maria das Land erreichte, war die Energieinfrastruktur aufgrund jahrelanger Desinvestitionen und Missmanagements bereits anfällig. Nachdem die puertoricanische Regierung bei der Wall Street Schulden in Höhe von 72 Milliarden US-Dollar angehäuft hatte, richtete Präsident Barack Obama 2016 ein Aufsichtsgremium ein, um die Finanzen der Insel zu kontrollieren. Zu den zahlreichen Sparmaßnahmen gehörten Budgetkürzungen für die staatliche Puerto Rico Electric Power Authority, die das Stromnetz bis zu ihrer Privatisierung im Jahr 2021 verwaltete. Auch heute noch kommt es in Puerto Rico immer wieder zu Ausfällen, obwohl die Stromkosten mehr als doppelt so hoch sind wie im US-Durchschnitt .

Nach dem Hurrikan Maria entstanden in Puerto Rico zahlreiche Unternehmen für Wechselstrom-Solaranlagen. Dies machte Befürworter der lokalen Energiesouveränität wie Millo Huertas Hernández misstrauisch. Die Botschaft schien zu lauten: „Schließen Sie es einfach an, und Sie haben die gleiche Konsummentalität“, sagt Hernández, der zu schätzen weiß, dass die DC-Systeme von LEF „eine völlig neue Art zu verstehen sind, wie viel Sie verbrauchen und warum.“

Die meisten Wechselstrommotoren, erklärt Piesen, benötigen eine konstante Spannung, die nicht von einem Solarpanel geliefert wird, wo sich Strom und Spannung ständig ändern. LEF verwendet Permanentmagnet-Gleichstrommotoren, die leicht verfügbar und kostengünstig sind und die großen Spannungsschwankungen vertragen, die von einem Solarpanel bei wechselndem Wetter ausgehen.

Als LEF sich mit DC Microgrids an Besosa wandte, passte dies perfekt zur Mission von El Departamento de la Comida (El Depa), das 2010 als Puerto Ricos erstes von der Gemeinde unterstütztes Landwirtschaftsprogramm mit mehreren Farmen eröffnet wurde und sich auf den Kauf von Produkten von lokalen Bauernhöfen und deren Verteilung konzentrierte sie wöchentlich an Kunden weiter. El Depa expandierte 2012 zu einem Restaurant und einem gemeinnützigen Lebensmittelladen, musste jedoch mit ansehen, wie der Raum, in dem es untergebracht war, vom Hurrikan Maria überschwemmt wurde. Nach der Wiedereröffnung im Jahr 2019 als gemeinnützige Organisation für Ernährungssouveränität unterstützt Depa Bauernhöfe und Lebensmittelprojekte in der Region mit einer 2.000 Quadratmeter großen Verarbeitungsküche, in der Landwirte, die überschüssige Produkte haben, haltbare Produkte wie Marmelade herstellen können. Der Raum verfügt außerdem über eine Werkzeugbibliothek, eine Community-Seed-Bibliothek und eine Bibliothek mit Lehrmaterialien. Sie veranstalten einmal im Monat Tage der offenen Tür und Workshops zu Themen wie Fermentation, Verwendung von Werkzeugen und althergebrachten agrarökologischen Praktiken. Die Workshops nutzen ein Skill-Share-Modell, das den Wissensaustausch betont und erleichtert.

Das Depa-Kollektiv unterstützte die Idee, im Sommer 2022 Schulungen bei LEF abzuhalten. Gemeinsam koordinierten die beiden Gemeinden zwei Gruppen von 15 Personen aus Puerto Rico – darunter Elektriker, Aktivisten, Landwirte, Unternehmer und Köche –, die zu zweit nach Virginia reisten Einwöchiger Vertiefungskurs in das DC-Modell mit Tageslichtantrieb. Beide Gruppen blieben auf dem Bauernhof, wo sie Hausarbeiten erledigten und sich mit den Geräten vertraut machten.

„Wir nutzten LEF als lebendiges, atmendes Modell der Technologien, von denen wir lernen wollten“, sagt Besosa. „Es war ein Weckruf für alle, die an der Schulung teilnahmen, dass es Möglichkeiten gibt, die Energie der Sonne zu nutzen, die keine [großen] Investitionen in Batteriespeicher erfordern.“

Ein Jahr später stellt jedoch der Mangel an Lieferketten für Gleichstromgeräte die Ausweitung des LEF-Modells auf der Insel vor große Herausforderungen.

„Viele dieser Geräte gibt es, aber sie sind nicht im Einzelhandel erhältlich“, sagt Piesen.

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Nach einer kurzen Reise im November, um potenzielle Installationsstandorte zu besichtigen, reisten Piesen und Zeigler im Januar 2023 nach Puerto Rico. Ihre erste Station war Fundación Bucarabón, eine Organisation in Maricao, die mit Depa zusammenarbeitet, wo sie eine Gleichstrom-Wasserpumpe, einen Kühlschrank und eine Solaranlage installierten Kocher. Die Fundación Bucarabón konzentriert sich auf die Schaffung wirtschaftlicher Möglichkeiten in der von Armut betroffenen Agrarstadt Maricao und wurde 2018 ins Leben gerufen, als sechs Einheimische die Francisco Vincenty Second Unit School besetzten, eine von Hunderten Schulen, die das Bildungsministerium von Puerto Rico seit der Schuldenkrise geschlossen hat. Maricao ist eine von vielen Gemeinden, die auf die Schließung einer Schule mit der Rückgewinnung von Schulflächen reagiert haben. In Maricaos Zukunft könnte es mehr Solarenergie geben, und eine Energiegenossenschaft plant, dort ein gemeinschaftliches Mikronetz aufzubauen.

Teilnehmer der LEF-Schulungen im Sommer zuvor hatten betont, dass Solarkühlschränke für das Klima in Puerto Rico von entscheidender Bedeutung sein würden.

„Das ist es, worüber die Leute wirklich gestresst sind, wenn sie die Kraft verlieren – dass ihr Essen schlecht wird“, sagt Epic, der an einer Schulung teilgenommen hat. „Dann geht es darum, Medikamente kalt zu halten. Das sind die Menschen, die in Puerto Rico wirklich von lebensbedrohlichen Problemen durch den Machtverlust betroffen sind.“

Der DC-Kühlschrank sei etwas gewöhnungsbedürftig, sagt Piesen, da zur Stabilisierung der Temperatur thermische Masse benötigt werde. Ein voller Kühlschrank bleibt gleichmäßiger kalt als ein leerer. Daher wird den Empfängern von DC-Kühlschränken empfohlen, ihren Kühlschrank mit Lebensmitteln gefüllt zu lassen oder Krüge mit Wasser hinzuzufügen, um die thermische Masse zu erhöhen.

Das im El Departamento de la Comida installierte System umfasst einen Gleichstrom-Kühl- und Gefrierschrank sowie Batteriesätze für Lichter und Ladestationen. In ihrer abgelegenen Gegend fällt oft der Strom aus, aber Besosa sagt, dass das Gleichstromsystem bereits einen Unterschied gemacht hat. „Bei unserem letzten Tag der offenen Tür fiel der Strom aus und wir hatten einen Kühl- und Gefrierschrank, auf den wir uns verlassen konnten. Wir hatten eine Ladestation, auf die wir uns verlassen konnten, was großartig war“, sagt sie.

Ein von ihnen installiertes Gleichstromgerät war der Insulated Solar Electric Cooker (ISEC), bei dem ein PV-Panel an einen Brenner angeschlossen ist, der Strom in Wärme umwandelt. LEF arbeitet seit 2020 mit dem ISEC zusammen, als es von seinem Erfinder, einem Physikprofessor der Cal Poly namens Pete Schwartz, kontaktiert wurde. Zeigler begann, die Idee von Schwartz auf leistungsstärkere Designs zu übertragen, und die Ergebnisse lösen eine der größten technischen Herausforderungen des Projekts: die Stromversorgung von Küchen von morgens bis abends. Kochen „kostet viel Energie und man möchte es mehrmals am Tag tun, unabhängig vom Wetter“, sagt Piesen.

Eine weitere Station des LEF-Besuchs war eine Kokosnussfarm in Arroyo, die einem älteren Ehepaar namens Miguel und Dinorah gehörte. Zusammen mit Millo, Freiwilligen und dem Depa-Team installierten sie zwei Wochen lang sechs Solarmodule, um einen Gleichstrom-Kühl-/Gefrierschrank und einen Herd zu betreiben – was Piesen ein „ehrgeiziges, kompliziertes System“ nennt. Sie installierten außerdem eine Gleichstrom-Wasserpumpe, damit die Bauern über fließendes Wasser und eine funktionierende Toilette verfügen konnten, und ersetzten damit die Handpumpe, mit der Miguel literweise Wasser zum Spülen, Baden und Bewässern gepumpt hatte.

Nachdem das System installiert war, veranstalteten Miguel und Dinorah einen Kompetenzaustausch auf der Farm. Rund 30 Personen kamen, um sich über den Tageslichtantrieb und die neuen Geräte zu informieren. Laut Besosa folgte auf die Präsentation eine lebhafte Diskussion über „unsere Verantwortung, die über die Nutzung erneuerbarer Technologien hinausgeht, und die Praktiken, die wir im Umgang mit Energie anwenden und wann.“

Der koloniale Status und die Geschichte Puerto Ricos machen Gespräche wie diese wichtig, bemerkt Besosa: „Wenn Leute von außen kommen, wie LEF, ist es sehr wichtig, wirklich zuzuhören, was die Community weiß, wo die Community steht und was unsere Community ist.“ braucht.“

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Piesen und Zeigler sehen großes Potenzial für andere Teile der Welt mit wenig oder keinem Netz, aber die Finanzierung stellt ein großes Hindernis dar und sie prüfen derzeit staatliche Förderprogramme. „Wir wollen dort arbeiten, wo Bedarf besteht“, sagt Piesen. „Die Frage ist, wie können wir die Kosten senken und die Volumina erhöhen, damit es erschwinglich und skalierbar wird?“

Der nächste Schritt in den Expansionsplänen des Depa-Teams besteht darin, zu reisen, um das Wissen über das Direct Drive DC Microgrid-Modell auf anderen Inseln in der Karibik zu verbreiten. Besosa weist darauf hin, dass die Puertoricaner derzeit nur sehr wenig Kontakt zu den Ländern haben, die ihnen geografisch am nächsten liegen. Die Vision des Depa-Teams besteht darin, die karibischen Länder in einem gemeinsamen Kampf um Ernährungs- und Energiesouveränität zusammenzubringen.

„Seit wir eine Kolonie wurden, gab es eine Unabhängigkeitsbewegung“, sagt Besosa.

„Aber wir warten nicht auf eine Änderung unseres politischen Status, um mit der Schaffung autonomerer Gemeinschaften in Puerto Rico zu beginnen.“

Um zu erfahren, wie Sie dieses Projekt unterstützen können, besuchen Sie das Living Energy Institute oder das Departamento de la Comida.

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