Inhalt
- Wie funktionieren Stromnetze?
- Die miteinander verbundenen Teile des US-amerikanischen Stromnetzes
- Das Problem
- Der schwarze Start
- Ein intelligenteres Gitter
Dax, VP of Advertising bei EnergyONE Solar, ist eine junge Stimme im Bereich Solarenergie, die eine alternative Sicht auf alle Solarthemen bietet.
Wie funktionieren Stromnetze?
Ein Stromnetz ist eine Reihe von Hochspannungsübertragungsleitungen, die Elektrizität von einem Ort zum anderen übertragen. Ein Stromnetz ist die einzige Möglichkeit einer Nation, um sicherzustellen, dass jeder im Land Zugang zu Strom hat. Es ist eine ziemlich praktische Sache in einer Gesellschaft, die von Technologie und Elektrogeräten dominiert wird.
Im Jahr 1934 wurde das Gesetz über die Holdinggesellschaft für öffentliche Versorgungsunternehmen verabschiedet, in dem Elektrizität offiziell als Gut wie Lebensmittel oder Wasser anerkannt wurde, das öffentlich gekauft und verkauft werden soll. Infolgedessen wurden den Eigentümern von Übertragungsleitungen konkrete Regeln und Grenzen gesetzt, die die Grundlage für das von Energieversorgungsunternehmen dominierte System bilden, das wir heute kennen. Eine Weile später, 1992, wurde eine weitere Änderung mit dem Titel "Energy Policy Act" verabschiedet, die die Eigentümer von Übertragungsleitungen aufforderte, Elektrizitätsunternehmen Zugang zu ihrem Netz zu gewähren. Dies wurde getan, um Wettbewerb auf dem Gebiet der Elektrizität zu schaffen und die Erzeugung, Übertragung und Verteilung weiter in drei verschiedene Aufgaben zu unterteilen, die von drei verschiedenen Personengruppen ausgeführt werden können.
Als sich die USA im Jahr 2005 auf die Priorisierung der alternativen Energieerzeugung konzentrierten, hatten die Regeln und Vorschriften unseres elektrischen Systems viele Spleiße, Änderungen und Iterationen durchlaufen, die es anscheinend an vielen Stellen geteilt hatten. ich
Es ist nicht unangemessen zu glauben, dass jeder Staat - oder vielleicht sogar jedes Energieunternehmen - ein eigenes Stromnetz haben würde, aus dem Strom erzeugt und entnommen werden kann. Die Realität ist jedoch einfach - viel einfacher als die meisten erwarten. Die Vereinigten Staaten haben ein einziges angeschlossenes Stromnetz.
Die miteinander verbundenen Teile des US-amerikanischen Stromnetzes
Das US-amerikanische Stromnetz ist die größte Maschine der Erde, gemessen an der zurückgelegten Entfernung. Sie können es als "meine Steckdosen" oder "diese Stromleitungen am Straßenrand" erkennen. Ja, das ist alles eine Maschine, die so hart wie möglich arbeitet, um Ihnen (und überall) Strom zu liefern. Ihre Steckdosen - die, mit denen Sie dies auf Ihrem Computer lesen oder Ihr Telefon aufladen - sind direkt und physisch mit fast jeder anderen funktionierenden Steckdose in der Steckdose verbunden ganz Vereinigte Staaten.
Obwohl das gesamte Netz angeschlossen ist, ist es in einige verschiedene miteinander verbundene Teile unterteilt. Alles in allem gibt es die Ost- und Westverbindungen, die den größten Teil der Ost- und Westseite der Vereinigten Staaten abdecken und sich in der Mitte treffen. Dies sind die beiden Hauptverbindungen, die gut 90 Prozent der USA umfassen.
Nebenbei haben Sie die Verbindungen von Texas, Quebec und Alaskan, die auch ihre jeweiligen Gebiete abdecken. Diese Verbindungen werden durch eine Art Energiefilter "getrennt", so dass Strom zwischen ihnen fließen kann, aber einer vor möglichen Problemen im anderen geschützt wird. Dies geschieht, um zu verhindern, dass verkrüppelnde Schäden an unserer Stromerzeugung unser gesamtes Netz auslöschen. Stattdessen würde dies nur die Zusammenschaltung erheblich beeinflussen.
Das Problem
Ich bin sicher, Sie sehen bereits das Hauptproblem, das viele Menschen mit dem US-amerikanischen Stromnetz haben - es ist zu unsicher. Es wird spekuliert, dass es ungefähr acht "Schwachstellen" gibt, an denen eine physische Beschädigung des Netzes katastrophale Folgen für das gesamte Land haben würde.
Was mehr ist, dass - während EMPs und nukleare Bedrohungen wesentlich einfacher vorherzusehen sind als früher -, wenn die USA in einem lebenswichtigen Bereich von einem getroffen würden, dies zweifellos unserem Netz massiven Schaden zufügen und die Hälfte oder mehr des Landes einbringen würde die Dunkelheit.
Ein noch schrecklicherer Gedanke ist, dass der Mangel an Elektrizität nicht die schlimmste unserer Sorgen ist. Es sind die jetzt instabilen Kernreaktoren. Während viele (nicht alle) Kernkraftwerke über ausfallsichere Systeme verfügen, halten diese nur die Grundlagen online, und Fachleute haben keinen soliden Plan für eine weitere Wiederherstellung. Es ist immer noch eine Situation, in der wir nur hoffen, dass das nicht passiert.
Das vielleicht Besorgniserregendste daran ist, dass dies bereits in Aktion sein könnte. Im Jahr 2009 wurde es von der gemeldet Wallstreet Journal Spione aus China, Russland und verschiedenen anderen Ländern hatten erfolgreich disruptive Software in das US-amerikanische Stromnetz eingepflanzt. Es wird angenommen, dass diese Software das System zumindest zu diesem Zeitpunkt nicht direkt beeinflussen sollte. Es sollte vielmehr als Sicherheitsnetz dienen, um die USA für eine Weile im Dunkeln zu halten, falls eine solche Maßnahme in Zukunft erforderlich sein sollte. Unabhängig vom Grund würden viele zustimmen, dass es ärgerlich ist, dass dies so einfach passieren kann.
Der schwarze Start
Vom 1. bis 7. November 2018 führte die Agentur für fortgeschrittene Verteidigungsforschungsprojekte (DARPA) eine Übung für einen sogenannten "Schwarzstart" durch. Dies ist eine Krisensituation, in der der gesamte Strom aus dem Netz nicht mehr funktionsfähig ist und Fachleute in der Lage sind, das Netz von Anfang an wieder mit Strom zu versorgen.
In dieser Situation konnten sie eine kleine Insel nutzen und ihr Gitter isolieren, um eine echte Minikrise zu simulieren. Es ist unmöglich, diesen Bohrer bis ins Detail zu 100 Prozent genau zu machen, aber Genauigkeit war nicht unbedingt das, was sie wollten.
Während des Trainings für solche Situationen ist "Gewinnen" nie wirklich eine Option. Wenn die Profis zu gut abschneiden, wird die Schwierigkeit erhöht, es werden Schraubenschlüssel in die Werke geworfen, und dies geht so lange weiter, bis die siebentägige Frist abgelaufen ist. Es wird angenommen, dass dies eine Situation schafft, die noch schwieriger und stressiger ist als die Realität, und sicherstellt, dass Fachleute für ein solches Ereignis bereit sind.
Das Ziel dieser Profis war es, ein "kritisches Gut" online und mit Strom zu versorgen, während sie den Strom wieder ans Netz brachten. In einer realen Situation würde dieses kritische Gut wahrscheinlich ein Krankenhaus oder eine Militärbasis sein, abhängig von den Bedürfnissen der Menschen.Überraschenderweise war dies für die Profis eine einfache Aufgabe, die sie in relativ kurzer Zeit bewältigen konnten, indem sie Werkzeuge wie Wetterballons verwendeten, um magnetische Frequenzen ausfindig zu machen und magnetisch schwache Bereiche im Gitter zu lokalisieren.
Als künstliche Hindernisse hinzugefügt wurden, wurde es jedoch etwas schwieriger. Das Team würde Zeit damit verschwenden, nach dem zu suchen, was es für die Ursache des Problems hielt, nur um herauszufinden, dass es die ganze Zeit über ein falscher Hinweis war. Trotz all dieser gezielten Rückschläge, die sie verwirren sollten, gelang es dem Team der Profis für elektrische Katastrophen nach sieben Tagen, das gesamte isolierte Netz wieder online zu stellen.
Es wäre sicherlich nicht einfach, aber dieses Experiment beweist, dass die USA wahrscheinlich in der Lage sein würden, sich von einem Angriff oder einer Beschädigung unseres Gitters zu erholen.
Ein intelligenteres Gitter
Die natürliche Frage ist: "Was können wir tun, um unser Netz zu verbessern?"
Wie sich herausstellt, haben die Leute einige großartige Ideen.
Der beliebteste dieser Pläne ist ein sogenanntes "Smart Grid", eine vollständige Aktualisierung des gesamten Grid-Systems. Die ältesten Teile unseres derzeitigen Netzes sind seit über 100 Jahren im Einsatz, und viele argumentieren, dass sie sich für ein Cloud-basiertes, auf den Monitor ausgerichtetes, modernes System zurückziehen müssen.
Spekulationen zufolge würde ein neues Smart Grid eine Technologie implementieren, die die Stromkosten minimiert und gleichzeitig die Effizienz maximiert. Es kann erkennen, wann Sie Ihre Geräte verwenden, und die ihnen zugeführte Energiemenge entsprechend anpassen. In gleicher Weise könnte dieses neue Smart Grid Solar- und Windgeräte automatisiert und detailliert überwachen, was es zu einer perfekten Ergänzung für die USA macht. ' wachsender alternativer energiefokussierter Fortschritt.
Wenn das nicht genug wäre, würde das Konzept der "Spitzenzeiten" für Elektrizitätsunternehmen nicht mehr existieren. Derzeit berechnen Energieversorger in Spitzenzeiten mehr, da sie auf mehr Produktionsquellen angewiesen sind, um alle mit ausreichend Strom zu versorgen. Mit einem intelligenten Stromnetz würde jeder, einschließlich der Unternehmen selbst, seine Energieerzeugung und -transporte wesentlich effizienter gestalten und die Notwendigkeit dieser zusätzlichen Produktionsquellen beseitigen.
Obwohl eine vollständige Überholung unseres Stromnetzes wahrscheinlich noch lange nicht über die Ideenphase hinausgeht, werden kleinere Schritte unternommen, um sicherzustellen, dass unser elektrischer Transport in Zukunft sicher und zumindest ein bisschen besser ist als er ist jetzt. Beispielsweise werden viele Stromleitungen unterirdisch verlegt, wo sie weniger anfällig für Wetterschäden sind. Das Endziel ist es, so viele Stromleitungen wie möglich unter der Erde zu haben.
Während wir in naher Zukunft keine größeren Änderungen erwarten, hat sich das Thema Netzsicherheit in letzter Zeit verschärft. Es ist möglich, dass dies ein Interesse weckt und somit Maßnahmen ergriffen werden. Nur die Zeit kann es verraten.
