a globális járvány és a tikkasztó hőhullám közepette az Egyesült Államok nyugati részén, Kaliforniában az elmúlt hétvégén két egymást követő napon gördülő áramkimaradás történt.
ezek az áramkimaradások valóban történelmi jellegűek, de nem a szokásos okok miatt. Nem azért történelmiek, mert sok embert érintettek, sem azért, mert nagyon hosszú ideig tartottak. Éppen ellenkezőleg, ezek a kiesések viszonylag jól korlátozottak voltak, csak több százezer Kaliforniai embert érintettek egyszerre csak órákig.
ehelyett Kalifornia közelmúltbeli gördülő áramkimaradásai történelmiek az okuk miatt: az áram kialudt, mert egyszerűen nem volt elegendő áram a körbejáráshoz. Az ilyen áramellátás hiánya rendkívül ritka; Utoljára Kaliforniában közel két évtizeddel ezelőtt történt. Szinte mindig az áramkimaradások más okok miatt következnek be.
négyféle áramkimaradás
számos lépés van a villamos energia szállításában az ügyfelek számára, és az áramkimaradás az út bármely lépésében bekövetkezhet. Először is, az erőművek villamos energiát termelnek. Ezután a nagyfeszültségű távvezetékek nagy távolságokra mozgatják ezt az áramot. Végül az út utolsó szakasza az elosztóhálózaton történik, amely villamos energiát szállít az ügyfeleknek.
az áramkimaradások a folyamat bármely pontján bekövetkező meghibásodások miatt előfordulhatnak: az elosztási hibák, az átviteli hibák vagy az elégtelen villamosenergia-termelés mind áramkimaradáshoz vezethet. Újabban új típusú áramkimaradás jelent meg – amelyet az áramszolgáltatók szándékosan zárnak le az átviteli vagy elosztó hálózat egyes részeiről, hogy csökkentsék a még katasztrofálisabb eredmények kiváltásának kockázatát.
ássunk bele.
az áramkimaradást az áramszolgáltatás bármely lépésében bekövetkező meghibásodás okozhatja. A termelés hiánya (zöld és piros képen), az átviteli rendszer meghibásodása (Sötétkék képen) vagy az elosztórendszer meghibásodása (fekete képen) mind áramkimaradást eredményezhet.
Megjegyzés: A Mikrorácsok (narancssárga képen) segíthetnek az áramkimaradások elleni védelemben, különösen akkor, ha az átviteli vagy elosztórendszer meghibásodik vagy szándékosan kikapcsol.
1. Elosztási hibák
az elosztási hibák az áramkimaradás leggyakoribb típusai, de általában viszonylag kis területet érintenek. Ez a fajta meghibásodás számos okból következhet be-viharos időjárás, amely egy faágat fúj egy elektromos vezetékre, egy kalandos mókus egy alállomás olyan részeibe megy, ahol még egyetlen mókus sem ment (és élt, hogy elmondja a mesét), egy autó, amely egy villanyoszlopnak csapódik, egy fém ballon, amely megszökött a tulajdonos kezéből, és megérintette az elektromos vezetéket, a lista folytatódik.
a közüzemi dolgozók megjavítják a házam előtti elosztórendszer leszakadt vezetékét.
az elosztórendszer Kieséseinek általában korlátozott hatása van, csak néhány háztömböt vagy egy környéket érint. De néha ezek a leállások egész városokat érintenek, néha hosszú ideig. Míg az átlagos amerikai villamosenergia-fogyasztó évente körülbelül 1,3 áramkimaradást és négy órát tapasztal áram nélkül, a súlyos időjárás okozta áramkimaradások sokkal tovább tarthatnak. Például körülbelül 100 000 floridai villamosenergia-fogyasztó volt áram nélkül több mint egy hétig, amikor az Irma hurrikán 2017 szeptemberében sújtotta az államot.
az áramkimaradások más típusaihoz képest az elosztási hibák a leggyakoribbak – az átlagember által tapasztalt legtöbb áramkimaradás az elosztórendszerrel kapcsolatos problémák miatt következik be.
2. Az átviteli hibák
az átviteli hibák sokkal ritkábbak, mint az elosztási hibák, de ha előfordulnak, hatalmas következményekkel járhatnak. Számos átviteli rendszer meghibásodását az időjárás okozza, de ez a fajta leállás a berendezés meghibásodása, a számítógépes problémák és az emberi hiba miatt is előfordulhat. 2003-ban nagyjából 50 millió ember maradt áram nélkül az Egyesült Államok északkeleti részén, amikor egy távvezeték kapcsolatba lépett egy faággal. Ez a zavar kicsúszott az irányításból egy hatalmas áramkimaradásba, nagyrészt a hibás számítógépes rendszerek miatt. Ez kétségkívül szélsőséges példa, és az ezt követő vizsgálatok végül új megbízhatósági szabványok létrehozásához vezettek, amelyek célja a hasonló leállások megismétlődésének megakadályozása.
ismét viszonylag ritkák az átviteli hibák miatti kiesések. De mivel az átviteli rendszereket általában sok különböző államban, sőt országban is összekapcsolják, az átviteli rendszer meghibásodása széles körű áramkimaradásokat eredményezhet, ha nem kezelik megfelelően.
az átviteli rendszer hibái ritkán fordulnak elő, de ha igen, a hatás nagyon nagy lehet.
3. Ellátási hiány
az ellátási hiány talán a legritkább kiesési típus. Ezek az áramkimaradások akkor fordulnak elő, amikor egyszerűen nincs elegendő villamos energia a kereslet kielégítésére. Az ország legtöbb részén ez a fajta leállás valószínűleg a legforróbb nyári napokon fordul elő, amikor az emberek robbantják a légkondicionálót, és az áramigény a csúcson van. Pontosan ez történt Kaliforniában az elmúlt napokban: a szélsőséges hőhullám növelte az áramigényt, ami ellátási hiányokat és gördülő áramkimaradásokat eredményezett. A múlt hétvégi gördülő áramszünetek előtt Kaliforniában utoljára a 2000-es évek elején történt ilyen típusú áramkimaradás. A 2000-es években bekövetkezett leállások sorozatának, amelyet együttesen Kaliforniai villamosenergia-válságnak neveznek, több oka volt (beleértve a piaci manipulációt is!), de a lényeg az, hogy nem volt elég áram ahhoz, hogy mindenki világítson.
ellátási hiány akkor fordul elő, ha nincs elegendő villamosenergia-termelés a kereslet kielégítésére. Ez a fajta áramkimaradás a legritkább.
a hálózatüzemeltetők sokféle intézkedést tesznek annak érdekében, hogy megakadályozzák az áramkimaradásokat, ha az ellátás rövid, de amikor a legrosszabb a legrosszabb, a gördülő áramkimaradások az utolsó megoldás. A gördülő áramkimaradások nem mindenkit érintenek – a hálózatüzemeltető úgy dönt, hogy csak korlátozott számú ügyfél számára kapcsolja ki az áramot, ami a villamosenergia-igényt kezelhető szintre csökkenti. Míg az ellátási hiány egész városokban és Államokban fordul elő, az ebből eredő kiesések által érintett emberek száma nagymértékben változhat. Például a kaliforniai villamosenergia-válság idején az egyik áramkimaradás több tízezer embert érintett, míg egy másik áramkimaradás több millió embert érintett.
ez a fajta áramkimaradás ritka, mert sok időt és erőfeszítést (és pénzt!) próbálják megakadályozni őket. Valójában a nemzeti hálózati megbízhatósági szabványok előírják, hogy az ilyen típusú áramkimaradásnak csak tízévente kell megtörténnie.
az ország számos része arra törekszik, hogy erőforrás-megfelelőségi programok révén megfeleljen ennek a “tízévente egyszer” szabványnak. Ezeket a programokat úgy tervezték, hogy megakadályozzák az ellátási hiány miatti áramkimaradásokat azáltal, hogy a jövőbe terveznek annak biztosítása érdekében, hogy elegendő erőmű legyen a hálózaton. A gyakorlatban gyakran túllépünk ezen a célon (azaz a szükségesnél több erőművet építünk), ami rendkívül ritkává teszi az ilyen típusú áramkimaradásokat.
4. Közbiztonsági áramkimaradások és tervezett áramkimaradások
közbiztonsági áramkimaradások (PSP-k) és tervezett áramkimaradások vagy átviteli vagy elosztási áramkimaradások, de a különbség az, hogy ezek a leállások szándékosak.
tervezett leállások esetén a segédprogram leállíthatja a hálózat bizonyos részeit a rutinszerű karbantartás elvégzése érdekében, de általában redundancia van beépítve az elektromos hálózatba, amely lehetővé teszi a közművek számára a karbantartás elvégzését az áramellátás leállítása nélkül.
másrészt a közbiztonsági áramkimaradási események egyre gyakoribbak Kaliforniában, ahol most a közművek utolsó lehetősége az átviteli és elosztóvezetékek által kiváltott erdőtüzek megelőzésére. Röviden, bizonyos időjárási körülmények (például erős szél és alacsony páratartalom) növelhetik annak kockázatát, hogy az átviteli és elosztóvezetékek tüzet indítanak. Ahelyett, hogy kockáztatná a tüzet, és felelőssé tehető a lehetséges katasztrófáért, a közművek időnként úgy döntenek, hogy teljesen kikapcsolják az áramot, hogy biztosítsák, hogy berendezésük ne okozzon tüzet. Mivel az éghajlatváltozás növeli a Futótűz kockázatát az Egyesült Államok nyugati részén, nem csak a kaliforniai közművek hajtják végre a megelőző áramkimaradásokat; például a Nevada utility NV Energy kidolgozott egy programot a Futótűz kockázatának szándékos áramkimaradásokkal történő enyhítésére is.
mondanom sem kell, hogy egyszerűen elfogadhatatlan, hogy szándékosan lekapcsoljuk az áramot, amit meg lehet hosszabbítani – különösen több millió ember számára több nap alatt. A segédprogramok (kell!) jobb.
ez nem mindig ilyen egyszerű
a valóságban az áramkimaradások nem mindig olyan egyszerűek – gyakran több oka van, és nem mindig illeszkednek szépen a fenti négy vödör egyikébe. A világ legnagyobb áramkimaradásait például az okozta, hogy a generátorok nem működnek, és a távvezetékek nem működnek.
függetlenül az áramkimaradás pontos típusától, olyan világban élünk, ahol az áram nélkülözhetetlen a mindennapi életben, és az áramkimaradások szinte mindig hatalmas zavarokat okoznak. Tovább ront a helyzeten, a megingó hálózatunk küzd, hogy lépést tartson, a hálózati zavarok az elmúlt évtizedekben növekedtek. Az éghajlatváltozás még pusztítóbb hatásaival (beleértve a gyilkos hőt is) a láthatáron, ez a probléma csak súlyosbodik, ha nem cselekszünk most.
mit tehetünk az áramkimaradások megelőzése érdekében?
először is beruházásokat kell végrehajtanunk a hálózat ellenálló képességének növelése érdekében, hogy megakadályozzuk az áramkimaradásokat. Mivel az átviteli és elosztási hibák az áramkimaradások leggyakoribb okai, intézkedéseket kell hoznunk az átviteli és elosztási infrastruktúra megkeményítésére, hogy csökkentsük e hibák kockázatát. Emellett olyan elosztott energiaforrásokat és mikrogrideket is telepítenünk kell, amelyek csökkenthetik az átviteli és elosztórendszerektől való függést.
az elosztott energiaforrások, mint például a lakossági napenergia, csökkenthetik az átviteli és elosztási rendszertől való függést.
azonban még ezekkel a rács-rugalmassági intézkedésekkel is, az áram időnként elkerülhetetlenül kialszik. És azok számára, akik nem tudnak áram nélkül menni (például kritikus létesítmények és az életfenntartó orvostechnikai eszközöket használó ügyfelek), szükség van egy tartalék tervre. Ez az a hely, ahol a kritikus létesítmények és a lakossági napenergia plusz tárolórendszerek mikrorácsai alapvető szerepet játszhatnak egy rugalmas és méltányos hálózat kiépítésében a jövőben.
röviden, frissítenünk kell a rácsot.