Η υπερεξάρτηση από τις ΑΠΕ προξενεί δομική αστάθεια στα ηλεκτρικά δίκτυα

 

Σε ένα παραδοσιακό δίκτυο ηλεκτρικής ενεργείας που κυριαρχείται από βαρέα περιστροφικά μηχανήματα (εργοστάσια άνθρακος, αεριοστρόβιλους, πυρηνικούς αντιδραστήρες) οι μικρές διαταραχές, ακόμη και υπό ακραίες καιρικές συνθήκες, απορροφώνται και εξομαλύνονται από την φυσική αδράνεια του συστήματος.

Η βαριά περιστροφική μάζα των γεννητριών λειτουργεί ως απορροφητής κραδασμών, αντιστεκόμενη στις γρήγορες αλλαγές στην συχνότητα, σταθεροποιώντας το δίκτυο.

Αλλά σε ένα σύστημα ηλεκτρισμού που κυριαρχείται από ηλιακούς συλλέκτες και ανεμογεννήτριες, δεν υπάρχει φυσική αδράνεια.

Οι ηλιακοί συλλέκτες δεν παράγουν μηχανική περιστροφή. Οι περισσότερες σύγχρονες ανεμογεννήτριες είναι ηλεκτρονικώς αποσυνδεδεμένες από το δίκτυο και παρέχουν λίγη σταθεροποιητική δύναμη.

Τα συστήματα με βάση τους μετασχηματιστές που κυριαρχούν στα σύγχρονα δίκτυα Ανανεωσίμων Πηγών Ενεργείας, ακολουθούν την συχνότητα του δικτύου, αντί να αντιστέκονται σε ξαφνικές αλλαγές.

Όταν μία διαταραχή πλήξει το δίκτυο όπως έγινε στην Ιβηρική χερσόνησο στις 28 Απριλίου, δεν υπήρχε βαρύς εξοπλισμός για να μειώσει τις ταλαντώσεις. Αντιθέτως, οι ταλαντώσεις αυξήθηκαν γρήγορα, διαταράσσοντας το δίκτυο.

Τα συστήματα προστασίας απενεργοποιήθηκαν αυτομάτως για να προληφθεί η ζημιά στον βιομηχανικό εξοπλισμό. Τα εργοστάσια αποσυνδέθηκαν.

Η υποκείμενη αιτία της διακοπής ρεύματος δεν ήταν ο καιρός. Ήταν η δομική τρωτότητα που δημιουργήθηκε από την έντονη εξάρτηση από τις ανανεώσιμες πηγές ενεργείας με βάση τους μετασχηματιστές, χωρίς επαρκή εφεδρεία, αδράνεια ή σταθεροποίηση.

Αυτό σήμαινε ότι σχεδόν καμμία περιστροφική ενέργεια δεν ήταν σε λειτουργία. Καμμία βαριά τουρμπίνα. Καμμία σταθεροποιητική ορμή.

Χωρίς αδράνεια, η φυσική ιδιότητα που αντιστέκεται σε ξαφνικές αλλαγές στην κίνηση, και η οποία έχει σταθεροποιήσει τα ηλεκτρικά δίκτυα για πάνω από 100 χρόνια, το ηλεκτρικό δίκτυο κατέρρευσε.

Όταν η διαταραχή συνέβη στην Ισπανία στις 28 Απριλίου, γύρω στις 12:35 το μεσημέρι, το σύστημα δεν είχε τίποτα να την αντισταθμίσει.

Η συχνότης του δικτύου, ουσιαστικά ο καρδιακός παλμός του συστήματος, έπεσε αμέσως. Κατεγράφη πτώση της συχνότητος του δικτύου καταγράφηκε σε ολόκληρη την ηπειρωτική Ευρώπη.

Οι μετασχηματιστές των ανανεωσίμων πηγών ενεργείας είναι γρήγοροι, αποδοτικοί, και ακριβείς, αλλά δεν έχουν μάζα, αποθηκευμένη ορμή και επομένως καμία ικανότητα να σταθεροποιούν το σύστημα όταν αναταράσσεται. Οι μετασχηματιστές ακολουθούν την συχνότητα του δικτύου, αλλά δεν αντιστέκονται στις αλλαγές.

Οι χώρες της ΕΕ αντικατέστησαν τα βαριά περιστροφικά εργοστάσια με ελαφρύτερα, με βάση τους μετασχηματιστές των ΑΠΕ. Το δίκτυο έγινε πιό γρήγορο, πιό ελαφρύ, και πολύ πιό ευαίσθητο στις διαταραχές.

Αυτή η ανησυχία είχε εκφραστεί σε δημόσιες προειδοποιήσεις προς τους αξιωματούχους της ΕΕ από το 2017. Ειδικοί είχαν καταλήξει ότι ο κίνδυνος αλυσιδωτών αστοχιών σε όλη την Ευρώπη θα αυξανόταν, εκτός εάν οι κυβερνήσεις επένδυαν σε συνθετική αδράνεια, μεγάλης κλίμακος αποθήκευση, και πιό έξυπνη διαχείριση του δικτύου σε πραγματικό χρόνο.

Καθώς τα εργοστάσια άνθρακος και τα πυρηνικά αποσύρονται, η παραγωγή αιολικής και ηλιακής ενεργείας θα αυξηθεί δραματικώς, αλλά η φυσική αδράνεια του δικτύου θα μειωθεί, αυξάνοντας τον βαθμό δομικής ασταθείας.

Όταν συνέβη η διαταραχή στο δίκτυο της Ισπανίας, λειτουργούσε κυρίως με ηλιακή και αιολική ενέργεια. Τα ελάχιστα πυρηνικά εργοστάσια δεν μπόρεσαν να απορροφήσουν το πλήγμα. Με τόση λίγη αδράνεια σε λειτουργία, η συχνότητα κατέρρευσε.

Οι αποσυνδέσεις για την προστασία του εξοπλισμού προκάλεσαν περισσότερη αστάθεια, οδηγώντας περισσότερα εργοστάσια να απενεργοποιηθούν σε έναν φαύλο κύκλο.

Μέσα σε λίγα λεπτά, ολόκληρα τα δίκτυα της Ισπανίας και της Πορτογαλίας κατέρρευσαν.

Χωρίς νέες πηγές συνθετικής αδρανείας, εφεδρικής παραγωγής, και ευελιξίας δικτύου, οι διακοπές ρεύματος και οι καταρρεύσεις του δικτύου θα επαναληφθούν.

Οι πληροφορίες ελήφθησαν από τον κάτωθι σύνδεσμο:

https://stephenheins.substack.com/p/headline-over-reliance-on-renewables 

...................

Οι επενδύσεις στην ανθεκτικότητα του ηλεκτρικού δικτύου και στις γραμμές μεταφοράς υστερούν σε σχέση με την ανάπτυξη των ανανεωσίμων πηγών ενεργείας.

Δεν υπάρχει ενεργειακή μετάβαση χωρίς ενεργειακή μεταφορά. Τα μπλακ άουτ λόγω της πράσινης απάτης θα αποτελούν τον κανόνα, όχι την εξαίρεση.

Η ΕΕ δεν διέθετε ποτέ σοβαρό σχέδιο για την εκτενή ανάπτυξη των ανεμογεννητριών και της ηλιακής ενεργείας.

Ενσωμάτωσε πολλαπλές δομικές τρωτότητες στα ηλεκτρικά δίκτυα των κρατών-μελών για να ικανοποιήσει τις αρρωστημένες φαντασιώσεις των πράσινων απατεώνων.

Για να κατανοήσουμε τί σημαίνει φυσική αδράνεια του ηλεκτρικού δικτύου ας συγκρίνουμε το ηλεκτρικό ρεύμα με το νερό.

Σε αντίθεση με το σύστημα υδρεύσεως, το οποίο μπορεί να αντέξει σημαντικές αλλαγές στην πίεση και στην ροή, το ηλεκτρικό δίκτυο λειτουργεί υπό πολύ μικρές ανοχές που απαιτούν η τάση και η συχνότητα να παραμένουν εντός στενών πλαισίων ανεξαρτήτως αλλαγών στο φορτίο ή στην παραγωγή ενεργείας.

Από τότε που ξεκίνησε ο εξηλεκτρισμός, τα ηλεκτρικά δίκτυα εστηρίζοντο σε μεγάλες γεννήτριες με πολλή μάζα. Το βάρος των περιστρεφομένων μερών μέσα στις γεννήτριες έχει πολλή αδράνεια που διατηρεί την ροή του ηλεκτρισμού στο δίκτυο σε σταθερά επίπεδα.

Η μάζα αυτών των μεγάλων γεννητριών λειτουργεί ως αποσβεστήρας κραδασμών που επιτρέπει στο δίκτυο να απορροφά ξαφνικές αλλαγές στο φορτίο ή στην γεννήτρια.

Όπως η τοπική υδροδότηση χρησιμοποιεί τις αντλίες της για να παραδώσει τόνους νερού υπό υψηλή πίεση και όγκο στους πελάτες της, η ηλεκτρική εταιρεία χρησιμοποιοεί σπειροειδείς γεννήτριες για να σπρώξει τεράστιους όγκους ηλεκτρονίων υπό υψηλή πίεση, στο τοπικό δίκτυο.

Η κύρια διαφορά μεταξύ του δικτύου υδρεύσεως και του ηλεκτρικού δικτύου είναι ότι το πρώτο είναι πολύ πιο απλό.

Αν η πίεση στο δίκτυο υδρεύσεως πέσει, σημαίνει ότι οι πελάτες πρέπει να αφιερώσουν λίγο περισσότερο χρόνο για να γεμίσουν τις καφετιέρες ή τις πισίνες τους.

Στο ηλεκτρικό δίκτυο, η τάση πρέπει να διατηρείται σταθερή, ανεξαρτήτως από το πόσοι πελάτες χρησιμοποιούν ηλεκτρικό ρεύμα. Το δίκτυο πρέπει να ρυθμίζεται συνεχώς ώστε η παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος και η κατανάλωση ηλεκτρικού ρεύματος να ταιριάζουν.

Η αντιστοίχιση παραγωγής και καταναλώσεως βοηθά να διασφαλιστεί ότι η τάση στο δίκτυο παραμένει σε σχεδόν σταθερά επίπεδα. Αν η τάση κυμαίνεται υπερβολικώς, μπορεί να συμβούν διακοπές ρεύματος.

Η δομική τρωτότητα που εισάγουν οι ΑΠΕ στο δίκτυο είναι ότι δεν παρέχουν τον ίδιο τύπο περιστρεφομένης μάζας (=φυσική αδράνεια) στον οποίο τα ηλεκτρικά δίκτυα είχαν βασιστεί επί δεκαετίες.

Τα σημερινά συστήματα ενέργειας είναι πιο εύθραυστα. Δεν διαθέτουν αρκετή αδράνεια. Έχουν πολύ λιγώτερη περιστροφική εφεδρεία και μικρότερο περιθώριο λάθους.

Με την περιστροφική εφεδρεία, αναφερόμαστε σε εργοστάσια ηλεκτρικής εφεδρείας τα οποία ετίθεντο σε λειτουργία σε περίπτωση που χρειαστεί.

Η κινητική ενέργεια λόγω περιστροφής από βαριές γεννήτριες είναι άμεσα διαθέσιμη και μετατρέπεται αυτομάτως σε ηλεκτρισμό την στιγμή που το ενεργειακό σύστημα αρχίζει να επιβραδύνεται μετά από μια απροσδόκητη βλάβη γεννήτριας, οπουδήποτε στο ενεργειακό δίκτυο.

Η ηλεκτρική και μαγνητική ενέργεια από ηλεκτρικές γεννήτριες απελευθερώνεται αμέσως μετά από μια βλάβη στο δίκτυο, παίζοντας κρίσιμο ρόλο, μαζί με την περιστροφική αδράνεια, στην σταθερότητα και στην προστασία ταχείας αποκρίσεως του ενεργειακού συστήματος.

Αντιθέτως η αιολική ενέργεια και η ηλιακή φωτοβολταϊκή ενέργεια είναι τεχνικώς ανίκανες να αποθηκεύσουν, να ελέγξουν και να απελευθερώσουν ενέργεια με κάποιον τρόπο, και απλώς μετατρέπουν την διαθέσιμη ανεμογεννητική ή ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρισμό αναλόγως των επικρατουσών καιρικών συνθηκών.

#BringCarbonBack