NộI Dung
- Làm thế nào để lưới điện hoạt động?
- Các bộ phận được kết nối với nhau của lưới điện Hoa Kỳ
- Vấn đề
- Khởi đầu đen
- Lưới thông minh hơn
Dax, Phó chủ tịch Quảng cáo của EnergyONE Solar, là một tiếng nói trẻ trong lĩnh vực năng lượng mặt trời cung cấp một cái nhìn thay thế về tất cả các chủ đề năng lượng mặt trời.
Làm thế nào để lưới điện hoạt động?
Lưới điện là một chuỗi các đường dây tải điện cao áp truyền điện từ nơi này đến nơi khác. Lưới điện là cách duy nhất của quốc gia để đảm bảo tất cả mọi người trong nước đều được sử dụng điện. Đó là một thứ khá tiện dụng cần có trong một xã hội bị chi phối bởi công nghệ và thiết bị điện.
Năm 1934, Đạo luật Công ty Công ích Công cộng được thông qua, chính thức thừa nhận điện là một loại hàng hóa, như thực phẩm hoặc nước, được mua và bán công khai. Do đó, các quy tắc và ranh giới cụ thể đã được đặt ra đối với các chủ sở hữu đường dây tải điện, tạo thành nền tảng của hệ thống do công ty điện lực mà chúng ta biết ngày nay. Khá lâu sau thực tế, vào năm 1992, một thay đổi khác có tên Đạo luật Chính sách Năng lượng đã được thông qua, lần này yêu cầu chủ sở hữu các đường dây tải điện phải cấp cho các công ty điện quyền truy cập vào mạng của họ. Điều này được thực hiện để tạo ra sự cạnh tranh trong lĩnh vực điện, tách biệt hơn nữa việc phát điện, chuyển tải và phân phối thành ba công việc khác nhau có thể được thực hiện bởi ba nhóm người khác nhau.
Vào thời điểm Hoa Kỳ bắt đầu tập trung vào việc ưu tiên sản xuất năng lượng thay thế vào năm 2005, các quy tắc và quy định của hệ thống điện của chúng tôi đã trải qua nhiều mối liên hệ, thay đổi và lặp đi lặp lại khiến nó dường như chia rẽ ở nhiều nơi. Tôi
Không phải là vô lý khi nghĩ rằng mọi bang - hoặc thậm chí có thể là mọi công ty điện lực - sẽ có lưới điện riêng để sản xuất và lấy điện từ đó. Tuy nhiên, thực tế rất đơn giản - đơn giản hơn nhiều so với mong đợi của hầu hết mọi người. Hoa Kỳ có một lưới điện được kết nối duy nhất.
Các bộ phận được kết nối với nhau của lưới điện Hoa Kỳ
Mạng lưới điện của Hoa Kỳ là cỗ máy lớn nhất trên Trái đất xét về khoảng cách tuyệt đối được bao phủ. Bạn có thể nhận ra nó là "ổ cắm điện của tôi" hoặc "những đường dây điện bên đường." Vâng, đó là tất cả một máy, làm việc chăm chỉ nhất có thể để cung cấp điện cho bạn (và tất cả mọi nơi). Ổ cắm điện của bạn — những ổ cắm bạn đang sử dụng để đọc nội dung này trên máy tính hoặc sạc điện thoại — được kết nối trực tiếp, vật lý với gần như mọi ổ cắm điện chức năng khác trong toàn bộ Hoa Kỳ.
Mặc dù đúng là toàn bộ lưới điện được kết nối nhưng nó được chia thành một số phần khác nhau được kết nối với nhau. Tựu chung lại, có sự kết nối giữa Đông và Tây, bao phủ hầu hết các phía Đông và Tây của Hoa Kỳ và gặp nhau ở giữa. Đây là hai mối liên kết chính, bao gồm 90% lãnh thổ Hoa Kỳ.
Ngoài ra, bạn có các kết nối Texas, Quebec và Alaska, cũng bao gồm các khu vực tương ứng của họ. Các kết nối này được "ngăn cách" bởi một bộ lọc năng lượng, cho phép dòng điện đi qua giữa chúng nhưng bảo vệ một bên khỏi các vấn đề tiềm ẩn ở bên kia. Điều này được thực hiện để ngăn chặn thiệt hại tê liệt cho sản xuất điện của chúng tôi xóa sạch toàn bộ lưới điện của chúng tôi. Thay vào đó, nó sẽ chỉ ảnh hưởng lớn đến kết nối.
Vấn đề
Tôi chắc rằng bạn đã bắt đầu thấy vấn đề lớn mà nhiều người có xu hướng mắc phải với lưới điện của Hoa Kỳ — nó quá không an toàn. Người ta suy đoán rằng nó có khoảng tám "điểm yếu" trong đó gây ra thiệt hại vật chất cho lưới điện sẽ tạo ra kết quả thảm khốc cho toàn bộ đất nước.
Hơn nữa, điều đó - trong khi EMP và các mối đe dọa hạt nhân dễ thấy trước hơn đáng kể so với trước đây - nếu Hoa Kỳ bị tấn công bởi một trong những khu vực quan trọng, nó chắc chắn sẽ gây ra thiệt hại lớn cho lưới điện của chúng ta và đưa một nửa hoặc nhiều hơn đất nước vào bóng tối.
Một ý nghĩ thậm chí còn đáng sợ hơn là thiếu điện không phải là nỗi lo tồi tệ nhất của chúng ta. Đó là những lò phản ứng hạt nhân hiện không ổn định. Trong khi nhiều (không phải tất cả) trạm hạt nhân đều có hệ thống an toàn dự phòng, những trạm này chỉ giữ cho những điều cơ bản trực tuyến và các chuyên gia không có kế hoạch chắc chắn để khôi phục thêm. Vẫn còn rất nhiều tình huống "chúng ta hãy hy vọng điều đó không xảy ra".
Có lẽ phần đáng lo ngại nhất của tất cả là điều này có thể đã được thực hiện. Trong năm 2009, nó đã được báo cáo bởi Tạp chí Phố Wall rằng gián điệp từ Trung Quốc, Nga và nhiều quốc gia khác đã cài đặt thành công phần mềm gây rối vào lưới điện của Hoa Kỳ. Người ta tin rằng phần mềm này không nhằm mục đích ảnh hưởng trực tiếp đến hệ thống, ít nhất, không phải vào thời điểm đó. Thay vào đó, nó được sử dụng như một mạng lưới an ninh để đưa Hoa Kỳ vào bóng tối trong một thời gian nếu một hành động như vậy là cần thiết trong tương lai. Bất kể lý do là gì, nhiều người sẽ đồng ý rằng điều đáng buồn là điều này có thể xảy ra quá dễ dàng.
Khởi đầu đen
Từ ngày 1 tháng 11 đến ngày 7 tháng 11 năm 2018, Cơ quan Dự án Nghiên cứu Tiên tiến Quốc phòng (DARPA) đã tiến hành một cuộc tập trận cho cái thường được gọi là "khởi đầu đen". Đây là một tình huống khủng hoảng trong đó tất cả nguồn điện từ lưới điện đều không thể hoạt động được, khiến các chuyên gia rơi vào tình thế về cơ bản họ phải bắt đầu cấp điện lại cho lưới điện từ đầu.
Trong tình huống này, họ có thể sử dụng một hòn đảo nhỏ, cô lập lưới điện của nó để mô phỏng một cuộc khủng hoảng nhỏ thực sự. Không thể làm cho mũi khoan này chính xác 100% đến từng chi tiết, nhưng độ chính xác không nhất thiết là những gì chúng sẽ làm.
Trong quá trình luyện tập cho những loại tình huống này, "chiến thắng" không bao giờ thực sự là một lựa chọn. Nếu những người chuyên nghiệp hoạt động quá tốt, khó khăn sẽ tăng lên, những chiếc cờ lê được ném vào các tác phẩm và điều này tiếp tục cho đến khi thời gian bảy ngày kết thúc. Người ta tin rằng điều này tạo ra một tình huống thậm chí còn khó khăn và căng thẳng hơn so với thực tế, đảm bảo rằng các chuyên gia đã sẵn sàng cho một sự kiện như vậy xảy ra.
Mục tiêu của những chuyên gia này là giữ cho một "tài sản quan trọng" trực tuyến và được cung cấp điện trong khi họ khôi phục điện vào lưới. Trong tình huống thực tế, tài sản quan trọng này có thể sẽ trở thành bệnh viện hoặc căn cứ quân sự, tùy thuộc vào nhu cầu của người dân.Đáng ngạc nhiên, đây là một công việc đủ dễ dàng để các chuyên gia xử lý trong một khoảng thời gian tương đối ngắn, sử dụng các công cụ như bóng bay thời tiết để dò tìm tần số từ trường và xác định vị trí các khu vực yếu từ tính trong lưới.
Tuy nhiên, khi các chướng ngại vật nhân tạo được thêm vào, mọi thứ trở nên phức tạp hơn một chút. Nhóm nghiên cứu sẽ thấy mình đang lãng phí thời gian để chạy theo những gì họ nghĩ là nguồn gốc của vấn đề, chỉ để phát hiện ra rằng đó chỉ là một sự dẫn dắt sai lầm. Bất chấp tất cả những thất bại có mục đích này khiến họ bối rối, sau bảy ngày, nhóm chuyên gia về thảm họa điện đã cố gắng đưa toàn bộ lưới điện bị cô lập trở lại trực tuyến.
Nó chắc chắn sẽ không dễ dàng, nhưng thử nghiệm này chứng minh rằng Hoa Kỳ có khả năng phục hồi sau một cuộc tấn công hoặc thiệt hại cho lưới điện của chúng tôi.
Lưới thông minh hơn
Điều tự nhiên để tự hỏi là "chúng ta có thể làm gì để cải thiện lưới điện của mình?"
Hóa ra, mọi người có một số ý tưởng tuyệt vời.
Phổ biến nhất trong số các kế hoạch này là cái gọi là "lưới điện thông minh", một bản cập nhật toàn diện của toàn bộ hệ thống lưới điện. Các phần lâu đời nhất của lưới hiện tại của chúng tôi đã hoạt động trong hơn 100 năm và nhiều người cho rằng họ cần phải nghỉ hưu để chuyển sang sử dụng một hệ thống hiện đại, tập trung vào màn hình, dựa trên đám mây hơn.
Theo suy đoán, một Lưới điện thông minh mới sẽ triển khai công nghệ giúp giảm thiểu chi phí điện trong khi tối đa hóa hiệu quả của nó. Nó có thể biết khi nào bạn đang sử dụng các thiết bị của mình và điều chỉnh lượng năng lượng cung cấp cho chúng cho phù hợp. Tương tự như vậy, lưới điện thông minh mới này sẽ có thể cung cấp khả năng giám sát tự động và chi tiết cho các thiết bị năng lượng mặt trời và gió, làm cho nó trở thành một tiện ích bổ sung hoàn hảo cho Hoa Kỳ. ' ngày càng tăng tiến độ tập trung vào năng lượng thay thế.
Nếu điều đó là không đủ, khái niệm "giờ cao điểm" đối với các công ty điện sẽ không còn tồn tại. Hiện nay, các công ty điện lực thu phí nhiều hơn trong giờ cao điểm do họ phải phụ thuộc vào nhiều nguồn sản xuất hơn để cung cấp đủ điện cho mọi người. Với lưới điện thông minh, mọi người sẽ trở nên hiệu quả hơn nhiều với việc sản xuất và vận chuyển năng lượng của họ, bao gồm cả chính các công ty, loại bỏ nhu cầu về các nguồn sản xuất phụ đó.
Mặc dù việc đại tu toàn bộ lưới điện của chúng tôi có thể còn lâu mới vượt qua giai đoạn ý tưởng, nhưng chúng tôi đang thực hiện các bước nhỏ hơn khi chúng tôi phát biểu để đảm bảo giao thông vận tải điện của chúng tôi được an toàn trong tương lai và ít nhất là tốt hơn một chút so với hiện tại hiện nay. Ví dụ, nhiều đường dây điện đang được di chuyển dưới lòng đất, nơi chúng ít bị hư hỏng do thời tiết. Mục tiêu cuối cùng là càng có nhiều đường dây điện đi ngầm càng tốt.
Mặc dù chúng tôi không mong đợi bất kỳ thay đổi lớn nào trong tương lai gần, nhưng chủ đề an ninh lưới điện gần đây đang nóng lên. Có thể điều này sẽ khơi dậy sự quan tâm và do đó, hành động cần được thực hiện. Chỉ có thời gian mới trả lời được.
