В феврале 2021 года основные участки электросети Техаса вышли из строя. Это событие оставило миллионы домовладельцев без электричества на несколько недель. Точно так же летом 2022 года периодические отключения электроэнергии и отключения электроэнергии были обычным явлением для многих штатов в центральной и западной частях Соединенных Штатов. С приближением лета 2023 года многие штаты предупреждают, что в этом году мы можем столкнуться с еще большим количеством отключений электроэнергии.
Причина этих отключений сложна, но ее можно упростить до двух основных причин: напряжения сети и изменения климата. Нагрузка на сеть также является основной причиной колебаний счетов за электроэнергию и основным фактором недавних изменений в законе Калифорнии о чистых измерениях, NEM 3.0. Но что такое нагрузка на сеть и почему она влияет на все, от сезонных отключений электроэнергии до увеличения счетов за электроэнергию? В этой статье мы объясним, как функционирует электрическая сеть США, почему домовладельцы с каждым годом страдают от большего количества отключений электроэнергии, и рассмотрим все способы, которыми вы можете помочь своей местной электросети избежать их.
Что такое электрическая сеть и как она работает?
Электросеть США представляет собой массивную систему линий электропередач, генераторов, распределительных станций и другого оборудования, передающего электроэнергию от электростанций к вашему дому. Сетка впервые возникла в 1882 году на Манхэттене и в Нью-Джерси. Эти системы использовали медные провода и постоянный ток (DC) для передачи электроэнергии местным компаниям. С тех пор сеть расширилась и теперь охватывает все 50 штатов, обслуживает почти 12 000 электростанций и производит более 4 108 миллиардов киловатт электроэнергии для 145 миллионов потребителей. Хотя многие думают об электросети как о единой системе, она разделена на три основные части: Восточную, Западную и Техасскую взаимосвязанные системы.
Электричество, которое вы используете для питания своего дома и бытовой техники, поступает от одной из многочисленных электростанций в стране. Эти электростанции используют различные методы производства электроэнергии, наиболее популярным из которых является сжигание ископаемого топлива, такого как природный газ, уголь и нефть. По данным Управления энергетической информации США, на ископаемое топливо приходится около 60% электроэнергии, производимой в США, из которых 20% приходится на атомную энергетику, а остальные 20% - на чистые источники энергии, такие как энергия ветра и солнца. Электроэнергия направляется по высоковольтным линиям на местные подстанции и распределительные центры (коммунальные предприятия). Затем подстанции преобразуют высоковольтную электроэнергию в более полезную низковольтную электроэнергию, которая направляется в близлежащие дома и предприятия.
Что вызывает отключение памяти?
Отключение электроэнергии, или перебои в подаче электроэнергии, - это когда что-то останавливает передачу электроэнергии из сети в один или несколько домов. Любое нарушение в сети, от самого начала на электростанции до вашего местного трансформатора, может вызвать перебои в работе - наиболее распространенная форма отключения электроэнергии возникает из-за ошибок или повреждений местных распределительных систем. Всякий раз, когда отключение происходит из-за падения ветки дерева на линию электропередач или автомобиля, врезавшегося в телефонный столб, это ошибка распределения. Эти перебои могут сильно различаться по масштабу и продолжительности, затрагивая как одну улицу, так и целые районы города. Временные рамки этих отключений различаются: небольшие инциденты приводят к отключению электроэнергии на несколько часов, а более длительные - на несколько дней.
К другим видам отключения электроэнергии могут относиться отключения, вызванные преднамеренными отключениями, сбоями передачи на большие расстояния и отсутствием доступного электричества. Во многих случаях крупномасштабные отключения электроэнергии, такие как энергетический кризис в Калифорнии в начале 2000-х годов, вызваны совпадением нескольких факторов. Часто одна проблема в энергосистеме приводит к нарушению работы или перегрузке других элементов, что приводит к каскаду сбоев и более масштабным отключениям электроэнергии.
Что такое напряжение сети?
Нагрузка на сеть лучше всего описывается как баланс между спросом на электроэнергию и количеством энергии, доступной в сети. Нагрузка на сеть возрастает по мере того, как все больше домашних хозяйств, предприятий и других устройств или систем потребляют электроэнергию из сети. Чем выше местное потребление энергии и чем меньше доступной электроэнергии, тем выше стресс. Нагрузка на сеть может увеличиться, если возникают другие факторы, такие как погода, человеческий фактор и повреждение системы. По мере увеличения нагрузки на сеть может произойти сбой или сбой.
Как нагрузка на сеть влияет на ваши затраты на электроэнергию?
Нагрузка на сеть наиболее высока в часы пикового спроса, когда потребляется много электроэнергии. Обычно это происходит по вечерам, когда система кондиционирования воздуха и отопления интенсивно используется. В это время потребление энергии в доме резко возрастает, что приводит к увеличению нагрузки на местное электроснабжение. Для домовладельцев цены на электроэнергию могут достигать пика в это время, поскольку некоторые электроэнергетические компании используют модель, называемую планом времени использования или TOU.
В соответствии с моделями выставления счетов TOU тариф на электроэнергию будет отражать потребление энергии сетью в реальном времени, при этом в часы пик взимается более высокая плата, чем в нерабочее время. Эта модель может быть дороже, но домовладельцы с солнечными панелями и системами накопления энергии (солнечными батареями) могут избежать более высоких затрат, используя свои солнечные батареи в течение этого времени.
Как климат и экстремальные погодные условия влияют на нагрузку сети?
Погода и изменение климата в целом являются одними из наиболее важных факторов, влияющих на нагрузку на сеть. Они могут влиять на энергосистему и нагрузку на нее двумя основными способами: во-первых, из-за постоянного повышения сезонных температур, и во-вторых, из-за природных явлений, таких как ураганы, экстремальная жара и метели. Согласно исследованию, проведенному исследовательской лабораторией AMP, 96% всех отключений электроэнергии в 2020 году были вызваны факторами, связанными с погодой или стихийными бедствиями.
По мере того, как лето становится жарче, большему количеству людей в Соединенных Штатах необходимо увеличить использование своих систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, чтобы сохранять прохладу. Кроме того, по мере повышения температуры, особенно по вечерам, ценное системное оборудование не успевает остыть, что еще больше увеличивает вероятность отказа. В результате в летние вечера нагрузка на сеть достигает своего пика, что часто требует вмешательства местных компаний в виде веерных отключений электроэнергии или оповещений Flex Alert (призывы к добровольному энергосбережению).
Крупные погодные явления также могут привести к более серьезным и масштабным отключениям электроэнергии. Волны летней жары, которые длятся несколько дней, и зимние метели, которые сильно падают, являются одними из самых разрушительных. В 2011 и 2012 годах крупные погодные явления нанесли ущерб почти на 200 миллиардов долларов и унесли более 1100 жизней. Совсем недавно в Техасе произошел массовый сбой системы из-за того, что основные энергосистемы не были подготовлены к зиме. Когда штат столкнулся с аномально холодной зимой, необорудованная инфраструктура привела к веерным отключениям электроэнергии, в результате чего миллионы людей остались без электричества на две недели и три дня..
Как уменьшить нагрузку на сеть?
Хотя вы не можете контролировать такие вещи, как погода, сломанные ветки или общее потребление электроэнергии в вашем районе, вы все же можете предпринять шаги, чтобы уменьшить свое влияние на сеть. Эти методы помогут вашему местному сообществу снизить нагрузку на сеть, сэкономить деньги на счетах за электроэнергию и снизить вероятность того, что вы останетесь без электричества.
- Уменьшите количество электроэнергии, которое вы используете в часы пик: Снижение потребления электроэнергии в вашем доме, когда сеть испытывает максимальную нагрузку, может помочь снизить нагрузку. В частности, между 15:00. и 20:00 это идеальное время, чтобы сократить. Некоторые из наиболее эффективных способов снижения энергопотребления:
- Стирать, мыть посуду и заряжать электромобили по утрам.
- Выключите компьютеры, телевизоры и другие электронные устройства.
- Установите светонепроницаемые шторы для лучшего контроля внутренней температуры.
- В часы пик проводите время вне дома
- Защитите свой дом от непогоды: Если ваш дом лучше изолирован, вашей системе вентиляции и кондиционирования не придется так сильно работать в часы пик. Некоторые хорошие улучшения погоды включают в себя:
- Проверка уплотнителей раз в три года и установка новых, если они изношены.
- Установка щетки.
- Установка высокоэффективных кондиционеров.
- Установка энергосберегающих окон.
- Наем оценщика энергии или другого специалиста по погодным условиям для осмотра вашего дома.
- Держите заслонку камина закрытой, когда она не используется.
- Заделка щелей и щелей в стенах, фундаменте, вокруг инженерных сетей и отверстий под электрические провода.
- Инвестиции в возобновляемые источники энергии: Хотя этот шаг является более дорогим с точки зрения бюджета, недавние улучшения в Федеральной налоговой льготе на солнечную энергию делают его более доступным для многих домовладельцев. Установка солнечных панелей с солнечной батареей может помочь сократить расходы на счета за электроэнергию, а также уменьшить воздействие вашего дома на окружающую среду. Еще лучше то, что с чистым счетчиком вы можете продавать избыточную энергию обратно поставщикам энергии, помогая еще больше снизить стресс и сэкономить деньги на будущих счетах за электроэнергию.
Последние советы по оказанию помощи вашей местной электросети
Хотя инфраструктура электросетей нуждается в капитальном ремонте, это необходимо для современной жизни. Без этой бесценной сети машин и сетевых операторов миллионы американцев остались бы без электричества. Многие штаты и коммунальные предприятия заметили недостатки энергосистемы и предприняли шаги по их устранению. Калифорния, например, выпустила недавний законопроект NEM 3.0, который, хотя и содержит недостатки, пытается снизить нагрузку на сеть в часы пик за счет стимулирования использования солнечных батарей. Надеемся, что некоторые из советов, представленных в этой статье, помогут вам снизить уровень нагрузки на местную энергосистему и сэкономить деньги на счетах за электроэнергию.