no meio de uma pandemia global e uma onda de calor sufocante no oeste dos Estados Unidos, Califórnia, experimentaram dois dias consecutivos de apagões no fim de semana passado.
essas quedas de energia são verdadeiramente históricas, mas não pelas razões usuais. Eles não são históricos porque afetaram um grande número de pessoas, nem porque duraram muito tempo. Pelo contrário, essas interrupções foram relativamente bem contidas, afetando apenas centenas de milhares de californianos por apenas horas de cada vez.Em vez disso, os recentes apagões rolantes da Califórnia São históricos por causa de sua causa: a energia se apagou porque simplesmente não havia eletricidade suficiente para circular. A escassez de fornecimento de eletricidade como essa é extremamente rara; a última vez que isso aconteceu na Califórnia foi há quase duas décadas. Quase sempre, as quedas de energia são devidas a outras causas.
quatro tipos de quedas de energia
existem muitas etapas envolvidas no fornecimento de eletricidade aos clientes, e uma queda de energia pode ser causada a qualquer passo ao longo do caminho. Primeiro, as usinas geram eletricidade. Em seguida, as linhas de transmissão de alta tensão movem essa eletricidade em longas distâncias. Finalmente, a última etapa da jornada acontece na rede de distribuição, que fornece eletricidade aos clientes.
quedas de energia podem acontecer devido a falhas em qualquer ponto desse processo: falhas de distribuição, falhas de transmissão ou geração insuficiente de eletricidade podem levar a quedas de energia. Mais recentemente, um novo tipo de queda de energia surgiu-causada por empresas de energia intencionalmente desligando partes da rede de transmissão ou distribuição para reduzir o risco de desencadear resultados ainda mais catastróficos.
vamos cavar.
Uma queda de energia pode ser causado por uma falha em qualquer etapa do processo de fornecimento de electricidade. Uma escassez de geração (foto em verde e vermelho), uma falha no sistema de transmissão (foto em azul escuro) ou uma falha no sistema de distribuição (foto em preto) podem resultar em interrupções de energia.
Nota: Microgrids (foto em laranja) pode ajudar a proteger contra quedas de energia, especialmente quando a transmissão ou o sistema de distribuição falha ou é desligado intencionalmente.
1. Falhas de distribuição
as falhas de Distribuição são o tipo mais comum de queda de energia, mas geralmente afetam uma área relativamente pequena. Este tipo de falha pode ocorrer devido a muitas causas, a tempestade que sopra a um galho de árvore em uma linha de alimentação, um aventureiro esquilo, indo em partes de uma subestação, onde nenhum esquilo foi antes (e viveu para contar a história), um carro bater em um poste de energia, uma de balão metalizado que tem escapado a aderência de seu dono mãos e tocou uma linha de alimentação, e a lista continua.
os trabalhadores da concessionária consertam uma linha elétrica derrubada no sistema de distribuição bem fora da minha casa.
interrupções no sistema de distribuição geralmente têm um impacto limitado, afetando apenas alguns quarteirões ou um bairro. Mas às vezes essas interrupções afetam cidades inteiras e, às vezes, por longos períodos de tempo. Enquanto o cliente médio de eletricidade dos EUA experimenta cerca de 1,3 interrupções e quatro horas sem energia a cada ano, as interrupções causadas pelo clima severo podem durar muito mais tempo. Por exemplo, cerca de 100.000 clientes de eletricidade da Flórida ficaram sem energia por mais de uma semana, quando o furacão Irma atingiu o estado em setembro de 2017.
em comparação com os outros tipos de quedas de energia, as falhas de distribuição são as mais comuns – a maioria das interrupções que a pessoa média experimenta é devido a problemas com o sistema de distribuição.
2. Falhas de transmissão
as falhas de Transmissão são muito mais raras do que as falhas de distribuição, mas quando acontecem, podem ter enormes consequências. Muitas falhas no sistema de Transmissão são causadas pelo clima, mas esse tipo de interrupção também pode acontecer devido a falha do equipamento, problemas de computador e erro humano. Em 2003, cerca de 50 milhões de pessoas no nordeste dos Estados Unidos ficaram sem energia quando uma linha de transmissão fez contato com um galho de árvore. Essa perturbação saiu do controle em um enorme apagão devido em grande parte a sistemas de computador defeituosos. Este é reconhecidamente um exemplo extremo, e as investigações que se seguiram a esse incidente levaram à criação de novos padrões de confiabilidade projetados para evitar que interrupções semelhantes ocorressem.
novamente, interrupções devido a falhas de Transmissão são relativamente raras. Mas como os sistemas de transmissão geralmente estão conectados em muitos estados diferentes e até mesmo em países, as falhas do sistema de transmissão podem resultar em quedas de energia generalizadas se não forem gerenciadas corretamente.
falhas no sistema de transmissão raramente acontecem, mas quando o fazem, o impacto pode ser muito grande.
3. Escassez de oferta
a escassez de oferta é talvez o tipo mais raro de interrupção de todos. Essas interrupções acontecem quando simplesmente não há eletricidade suficiente para atender à demanda. Na maior parte do país, é mais provável que esse tipo de interrupção ocorra nos dias mais quentes de verão, quando as pessoas estão explodindo o ar condicionado e a demanda de eletricidade está no auge. Foi exatamente isso que aconteceu na Califórnia nos últimos dias: uma onda de calor extrema aumentou a demanda de eletricidade, resultando em escassez de oferta e apagões contínuos. Antes dos apagões no fim de semana passado, a última vez que esse tipo de interrupção aconteceu na Califórnia foi no início dos anos 2000. Essa série de interrupções na década de 2000, coletivamente conhecida como crise elétrica da Califórnia, teve várias causas (incluindo manipulação de mercado!), mas o ponto principal é que não havia eletricidade suficiente para manter as luzes de todos acesas.
a escassez de oferta ocorre quando não há geração de eletricidade suficiente para atender à demanda. Este tipo de queda de energia é o mais raro de todos eles.
os operadores de rede tomam muitas ações diferentes para evitar interrupções quando o fornecimento é curto, mas quando o pior chega ao pior, os apagões são o último recurso. Os apagões contínuos não afetam a todos – o operador da rede escolhe desligar a energia apenas para um número limitado de clientes, o que reduz a demanda de eletricidade de volta aos níveis gerenciáveis. Embora a escassez de oferta ocorra em cidades e estados inteiros, o número de pessoas afetadas pelas interrupções resultantes pode variar amplamente. Por exemplo, uma das interrupções durante a crise da eletricidade na Califórnia afetou dezenas de milhares de pessoas, enquanto outra interrupção afetou milhões de pessoas.
esse tipo de queda de energia é raro porque gastamos muito tempo e esforço (e dinheiro!) tentando impedi-los. Na verdade, os padrões nacionais de confiabilidade da rede determinam que esse tipo de interrupção deve acontecer apenas uma vez a cada dez anos.
muitas partes do país se esforçam para atender a esse padrão de “uma vez a cada dez anos” por meio de programas de Adequação de recursos. Esses programas são projetados para evitar quedas de energia devido à escassez de suprimentos, planejando o futuro para garantir que tenhamos usinas de energia suficientes na rede. Na prática, muitas vezes acabamos indo acima e além desse objetivo (ou seja, construímos mais usinas do que o necessário), o que torna esse tipo de interrupção extremamente raro.
4. Desligamentos de energia de segurança pública e interrupções planejadas
desligamentos de energia de Segurança Pública (PSPS) e interrupções planejadas são interrupções de transmissão ou distribuição, mas a diferença é que essas interrupções são intencionais.
No caso de interrupções planejadas, um utilitário pode desligar certas partes da grade, a fim de realizar manutenção de rotina, mas geralmente há redundância integrada na rede elétrica, que permite que as concessionárias para realizar a manutenção sem desligar a energia.Por outro lado, os eventos de desligamento de energia de segurança pública estão em ascensão na Califórnia, onde agora são o último recurso da utilities na prevenção de incêndios florestais provocados por linhas de transmissão e distribuição. Em suma, certas condições climáticas (por exemplo, ventos fortes e baixa umidade) podem elevar o risco de que as linhas de transmissão e distribuição iniciem um incêndio. Em vez de correr o risco de iniciar um incêndio e ser responsabilizado pela potencial catástrofe que pode ocorrer, as concessionárias ocasionalmente decidem desligar a energia completamente para garantir que seu equipamento não inicie um incêndio. Com a mudança do clima, aumentando riscos de incêndio em todo o oeste dos Estados Unidos, Califórnia utilitários não são os únicos a implementação de preferência de energia shutoffs; por exemplo, o Nevada utilitário de NV de Energia também desenvolveu um programa para mitigar riscos de incêndio com intencional de energia shutoffs.Escusado será dizer que desligar intencionalmente a energia para o que pode ser prolongado períodos-particularmente para milhões de pessoas ao longo de vários dias – é simplesmente inaceitável. Utilitários podem (deve!) melhorar.
nem sempre é tão simples
na realidade, as quedas de energia nem sempre são tão simples – muitas vezes têm várias causas e nem sempre se encaixam perfeitamente em um dos quatro baldes acima. Por exemplo, algumas das maiores interrupções do mundo foram causadas por uma combinação de geradores offline e linhas de transmissão falhando.Independentemente do tipo exato de queda de energia, vivemos em um mundo onde a eletricidade se tornou essencial para a vida cotidiana, e as interrupções são quase sempre uma ruptura maciça. Para piorar a situação, nossa rede vacilante está lutando para acompanhar, com interrupções na rede aumentando nas últimas décadas. E com impactos ainda mais devastadores das mudanças climáticas (incluindo o calor assassino) no horizonte, esse problema só piorará se não agirmos agora.
o que podemos fazer para evitar quedas de energia?Para começar, devemos fazer investimentos para aumentar a resiliência da rede para evitar que interrupções de energia aconteçam em primeiro lugar. Como as falhas de transmissão e distribuição são as causas mais comuns de quedas de energia, devemos tomar medidas para endurecer a infraestrutura De transmissão e distribuição para reduzir o risco dessas falhas. Além disso, também devemos implantar recursos energéticos distribuídos e microgrids que podem reduzir a dependência dos sistemas de transmissão e distribuição.
os recursos energéticos distribuídos, como a energia solar residencial, podem reduzir a dependência do sistema de transmissão e distribuição.
os recursos energéticos distribuídos, como a energia solar residencial, podem reduzir a dependência do sistema de transmissão e distribuição.
no entanto, mesmo com todas essas medidas de resiliência da rede, a energia ainda inevitavelmente sairá ocasionalmente. E para aqueles que não podem ficar sem eletricidade (por exemplo, instalações críticas e clientes que usam dispositivos médicos que sustentam a vida), deve haver um plano de backup. É aqui que as microrredes para instalações críticas e sistemas residenciais de armazenamento solar Plus podem desempenhar um papel essencial na construção de uma rede resiliente e equitativa para o futuro.
em suma, devemos atualizar a grade.