Rețeaua electrică Ce poate face, cum funcționează Electromobilitatea explicată în termeni practici - BACKBONE
Să trăiești și să lucrezi fără electricitate? Greu de imaginat. O rețea electrică lungă de peste 1,7 milioane de kilometri conectează centralele electrice cu gospodăriile și companiile din Germania. Într-o comparație globală, funcționează în mod fiabil. Vă spunem cum funcționează.
Electricitatea este viață. Observăm acest lucru atunci când este necesar un apel telefonic important, dar bateria smartphone-ului este descărcată. Când un scurtcircuit paralizează electronica din casă. Sau blocaje pentru kilometri în drum spre serviciu, deoarece semafoarele de la o intersecție importantă au eșuat din cauza unei căderi de curent. Comunicarea, comerțul și transportul depind de o sursă de alimentare sigură. Rețeaua electrică contribuie semnificativ la acest lucru.
Sursa de alimentare fiabilă este un atu valoros
„Rețeaua electrică germană este una dintre cele mai fiabile din lume”, spune dr. Ing. Ulrich Groß, director general al Rheinische NETZ-Gesellschaft. Liniile lor transportă energie electrică către aproximativ 1,1 milioane de clienți în și în jurul orașului Köln. Groß este, de asemenea, implicat în forumul de operare a rețelei/tehnologia rețelei din VDE (VDE | FNN). Acesta a examinat perioadele de nefuncționare din rețeaua electrică germană. În medie, un client german a trebuit să rămână fără energie electrică timp de aproximativ douăsprezece minute în 2016. În SUA, au existat patru ore de nefuncționare pentru fiecare client, potrivit autorității americane de informații energetice EIA. Companii precum Rheinische NETZGesellschaft, care este membru al VDE | FNN, asigură cel mai înalt nivel al calității rețelei în Germania. Tehnicienii și inginerii operatorului de rețea se asigură că sistemele și liniile sunt întreținute sau reînnoite. Dacă apare o defecțiune, acestea se asigură că clienții sunt alimentați din nou cu energie electrică cât mai repede posibil. În acest scop, rețeaua electrică este monitorizată non-stop de la un centru de control 365 de zile pe an. „O sursă de energie fiabilă este un atu valoros”, spune Groß, „și, de asemenea, un avantaj local foarte important pentru economie”.
1,7 milioane de kilometri până la priză
Electricitatea curge prin liniile rețelei electrice ca apa printr-o conductă. Și la fel cum apa este presată într-o conductă de apă cu o pompă, o turbină eoliană sau o centrală electrică pe gaz, de exemplu, generează o tensiune care permite curgerea electricității prin rețea. Mai exact, electronii, mici particule încărcate electric, se mișcă prin linii. Drumul către priză vă duce pe diferite etape printr-o rețea electrică lungă de peste 1,7 milioane de kilometri. Se compune dintr-o rețea de transport supraregională, precum și rețele de distribuție regionale și locale. Sistemele de stații conectează aceste niveluri de rețea între ele.
De la rețeaua de transport la rețeaua de distribuție
Rețeaua de transport poate fi comparată cu autostrăzile: conectează regiunile din Europa și Germania între ele, preia cantități mari de energie electrică din instalațiile de producție mare și o transportă pe distanțe mari. Rețeaua de transport este operată cu o tensiune de 220 sau 380 kilovolți - așa-numita tensiune maximă. Rețelele de distribuție sunt similare cu rețeaua rutieră formată din drumuri de stat și districtuale. Printre altele, ei trag energie electrică din rețeaua de transport și o distribuie inițial cu o tensiune de 110 kilovolți - așa-numita tensiune înaltă - către utilitățile municipale și companiile industriale mai mari. Pentru a transporta energia electrică mai departe către orașe și companii dintr-o regiune, tensiunea sa este redusă din nou - la 1 până la 60 kilovolți, așa-numita medie tensiune. Ultima etapă este acoperită de electricitate în rețelele de joasă tensiune cu o tensiune de 400 volți.
Acolo, electricitatea permite încărcarea smartphone-ului și oferă alimente ușoare și răcite. În viitor, în gospodării vor fi încărcate tot mai multe baterii electrice pentru mașini. Pentru planificarea viitoare a rețelei, Agenția Federală pentru Rețea trece prin mai multe scenarii cu un număr diferit de mașini electronice. La ritmul mediu de inovare al tranziției energetice, ea așteaptă șase milioane de mașini electronice în Germania până în 2030. Rețeaua electrică va deveni și mai importantă: dacă doriți să vă reîncărcați bateriile confortabil și fiabil, aveți nevoie de o rețea puternică, spune Heike Kerber, director general al VDE | FNN. „Rețeaua electrică este disponibilă ca coloană vertebrală pentru o infrastructură de încărcare convenabilă și fiabilă.”
80% din electricitate provine din energii regenerabile
Tranziția energetică prezintă rețelei noi provocări. Până acum, a trebuit să transporte electricitate de la centrale mari care sunt conectate la rețeaua de transport către consumator - aceasta a fost construită în ultimii 120 de ani. În viitor, în primul rând sistemele de energie regenerabilă, precum energia eoliană și sistemele solare, ar trebui să genereze energie electrică: până în 2050, 80% din electricitate ar trebui să provină din energii regenerabile. Energia eoliană și sistemele solare sunt instalate în principal acolo unde suflă cel mai mult vânt și strălucește cel mai mult soare. Peste 90% din aceste sisteme își alimentează energiile regenerabile în rețelele de medie și joasă tensiune într-o manieră descentralizată. „Prin urmare, contribuția rețelelor de distribuție la o sursă de alimentare fiabilă devine din ce în ce mai importantă”, spune Groß. Extinderea rețelei electrice, în special a autostrăzilor electrice de la nord la sud Germania, ar trebui să contribuie la distribuirea energiei electrice din energii regenerabile.
O altă provocare: energia eoliană și sistemele solare alimentează energie în funcție de vreme - spre deosebire de centralele mari, care generează electricitate exact în funcție de nevoile clientului. Acest lucru face cu atât mai dificil pentru operatorii de rețea să mențină în permanență un echilibru între producție și consum în rețeaua electrică. „Acest echilibru este esențial”, spune Groß. În caz contrar, frecvența rețelei fluctuează și se abate de la valoarea țintă cu 50 Hz. Dacă frecvența în rețea scade sau crește prea mult, acest lucru afectează funcționarea a numeroase dispozitive electrice - în cel mai rău caz, există riscul prăbușirii rețelei.
Rețele inteligente
Dar asta nu este tot: de cealaltă parte a ecuației de generare și consum, milioane de mașini electrice noi vor trebui furnizate cu energie electrică în viitor. Ca urmare, dinamica și diversitatea condițiilor rețelei continuă să crească. Operatorii de rețea doresc să facă față acestei provocări cu tehnologia de control, printre altele. „Rețelele trebuie dezvoltate mai inteligent și către rețele inteligente”, spune Groß. Efortul este enorm: Rheinische NETZ-Gesellschaft va dota multe dintre cele peste 4.000 de stații de rețea locale cu componente inteligente numai în rețeaua de medie tensiune din Köln în următorii câțiva ani.
În plus, linii electrice importante și sisteme din rețeaua electrică sunt planificate pe termen lung - și apoi ar trebui să dureze decenii. Prin urmare, este cu atât mai important să dezvoltăm în continuare rețeaua electrică cu previziune. Aceasta este preocuparea VDE | FNN și a membrilor săi. „Dezvoltarea electromobilității joacă un rol important pentru noi”, explică dr. Ing. Ulrich Gross. „Mai presus de toate, va schimba cu mare dinamism rețelele de distribuție din orașe și zone metropolitane”.