SG.hu
Nehéz lesz Spanyolországnak áram nélkül beindítania az erőműveit

Mint arról beszámoltunk, az Ibériai-félszigeten hatalmas áramkimaradás következett be, és a hálózatüzemeltetők jelenleg is azon dolgoznak, hogy helyreállítsák a fogyasztók és vállalkozások millióinak áramellátását. Ez a folyamat - amelyet "fekete indításnak" neveznek - sokkal nagyobb kihívást jelent, mint az elsőre látszik, ugyanis az áramellátó rendszer szinte minden elemének - a hálózat teljesítményét távolról vezérlő irányító hardvertől kezdve az erőművekig - áramra van szüksége a működéshez.
Azt gondolhatnánk, hogy egy erőmű könnyen ismét energiatermelésre bírható, de a valóságban csak korlátozott számú létesítmény rendelkezik mindennel, ami egy fekete indításhoz szükséges. Ez azért van, mert az áramtermeléshez áramra van szükség. A vizet forraló létesítményeknél rengeteg áramot igénylő szivattyú és szelep van, a szénerőműveknél el kell porlasztani a tüzelőanyagot, és el kell szállítaniuk oda, ahol elégetik, stb. A legtöbb esetben a feketeindításra alkalmas erőműveknél jelen van egy dízelgenerátor, amely elegendő energiát biztosít az indításhoz. Ezek általában kisebb erőművek, mivel arányosan kisebb dízelgenerátorokat igényelnek.
Ezeknek a maguktól beindulni képes létesítményeknek a kezdeti teljesítményét azután arra használják, hogy energiát biztosítsanak az összes olyan erőműnek, amelynek működéséhez külső energiaforrásra van szükség. Ezt úgy kell elképzelni, hogy először csak más erőművek kapnak elektronokat, különben a normál kereslet azonnal túlterhelné a korlátozott számú működő kiserőművet. Ezt kezelni kell azoknak a létesítményeknek, amelyek szabályozni tudják az energiaáramlást a hálózaton, és amelyeknek természetesen szintén áramra van szükségük a működéshez. Ezért egy hálózat kezelése egyáltalán nem olyan egyszerű, mint „feltenni a hardvert az internetre és távolról irányítani”, mivel még az internetnek is áramra van szüksége.
A nulláról való start egy részét meg lehet oldani az áramkimaradási zónán kívüli szomszédos hálózatokból származó energiával. Ehhez azonban az is szükséges, hogy a hálózati összeköttetések el legyenek szigetelve az áramkimaradás oldalán lévő kereslettől, és az áramot közvetlenül az üres erőművekbe küldjék. Amint elegendő erőmű üzemel, a hálózat egy kis részhalmaza kap áramot, és az erőművek képesek kezelni váltakozó áramú kimeneteik szinkronizálását egyetlen frekvenciára. Ezen a ponton már el lehet kezdeni a lakosság és az ipar kielégítését.
A kereslet azonban hatalmas lehet. Hálózati meghibásodások általában akkor következnek be, amikor a hálózatot szokatlanul nagy energiaigény terheli, például amikor a hőhullámok miatt a légkondicionálók csúcsra vannak járatva. Ez azt jelenti, hogy sok olyan hardver, amely az áramot használná, be van kapcsolva és csak arra vár, hogy az elektronok megjelenjenek. Ha mindezek a hardverek egyszerre támasztanának igényeket, az valószínűleg azonnali hálózati meghibásodáshoz és áramkimaradáshoz vezet.
A problémát a hálózat frekvenciájának fenntartása jelenti. Minden egyes áramfelhasználó hardverre úgy gondolhatunk, mint egy súrlódási forrásra, amely lelassítja a frekvenciát, míg minden egyes generátor potenciálisan felgyorsíthatja a hálózatot. Sok esetben ez a „lassítás” szó szerint értendő - a frekvencia a generátorok belsejében forgó nagy fémdarabok eredménye, amelyek nagyobb igénybevétel esetén lassabban forognak.
A kis elektronikai gépektől kezdve a hatalmas ipari berendezésekig minden károsodhat, ha az áramot nem a megfelelő frekvencián kapják. Emiatt a hálózatokba rengeteg olyan védelmet építenek be, amelyek leállítják a masinákat, ha a frekvencia túlságosan eltér a normálistól. A hálózatüzemeltetőknek tehát fel kell becsülniük, hogy a különböző hálózati szakaszok mekkora igényt támasztanak, és el kell kezdeniük a hálózat egyes részeinek bekapcsolását, miközben további termelőkapacitást kell biztosítaniuk. Ha ez nem sikerül, az egész rendszer visszazuhanhat a jelenlegi állapotába.
Míg a spanyolországi és portugáliai hálózatok egymással kapcsolatban állnak, az ország más részein csak korlátozottan vannak összeköttetésben. A hálózat egyetlen külső energiaforrása Franciaországból és Marokkóból származik, amelyek ugyan csak kis mértékben kapcsolódnak a hálózathoz, de felhasználhatók néhány erőmű beindításához. Mindkét elsötétült ország jelentős arányú vízenergiával rendelkezik, Spanyolországban a kereslet 10 százalékát, Portugáliában pedig 25 százalékát fedezi. Ez azért hasznos, mert a vízerőművek működésének beindításához nagyon kevés külső energiára van szükség. Ezen túlmenően mindkét ország nagymértékben beruházott a megújuló energiaforrásokba, Portugália 2021-ben bezárta utolsó szénerőművét, és ma már az energiájának mintegy felét szél- és vízenergiából biztosítja. Spanyolország energiájának mintegy 40 százalékát megújuló energiaforrásokból nyeri.
A napenergia nem ideális energiaforrás az áramhálózat újraindításhoz, mivel a nap jelentős részében nem áll rendelkezésre. A napelemek azonban egyenáramot termelnek, amelyet az elektronikus rendszerek a hálózat váltakozó áramához igazítanak. A megfelelő elektronikával ez kulcsszerepet játszhat a frekvenciák stabilan tartásában, amikor a hálózati szegmenseket újratáplálják. Egyes területeken a szél képes más erőművek számára indítási energiát biztosítani, és nincs szüksége sok külső energiára a működés megkezdéséhez. Nem világos azonban, hogy a helyi szélerőművek képesek-e a feketeindításra, vagy hogy a helyi időjárás alkalmas-e erre.
Az akkumulátorok hihetetlenül hasznosak lehetnek, mivel egyenáramot is biztosítanak, amely bármilyen frekvenciára átalakítható, és így felhasználható az erőművek beindításához vagy a hálózat egyes szegmenseinek újraindításakor a frekvencia stabilizálásához. Sajnálatos módon egyik ország sem telepített még nagy kapacitású, hálózati méretű akkumulátort. Ez várhatóan a következő néhány évben változni fog, párhuzamosan a napenergia drámai mértékű elterjedésével. Jelenleg azonban az akkumulátorok nem jelentenek nagy segítséget.
Függetlenül attól, hogy Spanyolországban és Portugáliában a hálózatüzemeltetők milyen gyorsan oldják meg ezt a feladatot, jelenleg hatalmas kihívás előtt állnak. Ha több napos becslésekkel találkozunk az áramszolgáltatás helyreállítására vonatkozóan, az azért van, mert ha nem sikerül megfelelni ennek a kihívásnak, akkor a dolgok ismét a jelenlegi állapotukban maradnak.
Azt gondolhatnánk, hogy egy erőmű könnyen ismét energiatermelésre bírható, de a valóságban csak korlátozott számú létesítmény rendelkezik mindennel, ami egy fekete indításhoz szükséges. Ez azért van, mert az áramtermeléshez áramra van szükség. A vizet forraló létesítményeknél rengeteg áramot igénylő szivattyú és szelep van, a szénerőműveknél el kell porlasztani a tüzelőanyagot, és el kell szállítaniuk oda, ahol elégetik, stb. A legtöbb esetben a feketeindításra alkalmas erőműveknél jelen van egy dízelgenerátor, amely elegendő energiát biztosít az indításhoz. Ezek általában kisebb erőművek, mivel arányosan kisebb dízelgenerátorokat igényelnek.
Ezeknek a maguktól beindulni képes létesítményeknek a kezdeti teljesítményét azután arra használják, hogy energiát biztosítsanak az összes olyan erőműnek, amelynek működéséhez külső energiaforrásra van szükség. Ezt úgy kell elképzelni, hogy először csak más erőművek kapnak elektronokat, különben a normál kereslet azonnal túlterhelné a korlátozott számú működő kiserőművet. Ezt kezelni kell azoknak a létesítményeknek, amelyek szabályozni tudják az energiaáramlást a hálózaton, és amelyeknek természetesen szintén áramra van szükségük a működéshez. Ezért egy hálózat kezelése egyáltalán nem olyan egyszerű, mint „feltenni a hardvert az internetre és távolról irányítani”, mivel még az internetnek is áramra van szüksége.

A nulláról való start egy részét meg lehet oldani az áramkimaradási zónán kívüli szomszédos hálózatokból származó energiával. Ehhez azonban az is szükséges, hogy a hálózati összeköttetések el legyenek szigetelve az áramkimaradás oldalán lévő kereslettől, és az áramot közvetlenül az üres erőművekbe küldjék. Amint elegendő erőmű üzemel, a hálózat egy kis részhalmaza kap áramot, és az erőművek képesek kezelni váltakozó áramú kimeneteik szinkronizálását egyetlen frekvenciára. Ezen a ponton már el lehet kezdeni a lakosság és az ipar kielégítését.
A kereslet azonban hatalmas lehet. Hálózati meghibásodások általában akkor következnek be, amikor a hálózatot szokatlanul nagy energiaigény terheli, például amikor a hőhullámok miatt a légkondicionálók csúcsra vannak járatva. Ez azt jelenti, hogy sok olyan hardver, amely az áramot használná, be van kapcsolva és csak arra vár, hogy az elektronok megjelenjenek. Ha mindezek a hardverek egyszerre támasztanának igényeket, az valószínűleg azonnali hálózati meghibásodáshoz és áramkimaradáshoz vezet.
A problémát a hálózat frekvenciájának fenntartása jelenti. Minden egyes áramfelhasználó hardverre úgy gondolhatunk, mint egy súrlódási forrásra, amely lelassítja a frekvenciát, míg minden egyes generátor potenciálisan felgyorsíthatja a hálózatot. Sok esetben ez a „lassítás” szó szerint értendő - a frekvencia a generátorok belsejében forgó nagy fémdarabok eredménye, amelyek nagyobb igénybevétel esetén lassabban forognak.

A kis elektronikai gépektől kezdve a hatalmas ipari berendezésekig minden károsodhat, ha az áramot nem a megfelelő frekvencián kapják. Emiatt a hálózatokba rengeteg olyan védelmet építenek be, amelyek leállítják a masinákat, ha a frekvencia túlságosan eltér a normálistól. A hálózatüzemeltetőknek tehát fel kell becsülniük, hogy a különböző hálózati szakaszok mekkora igényt támasztanak, és el kell kezdeniük a hálózat egyes részeinek bekapcsolását, miközben további termelőkapacitást kell biztosítaniuk. Ha ez nem sikerül, az egész rendszer visszazuhanhat a jelenlegi állapotába.
Míg a spanyolországi és portugáliai hálózatok egymással kapcsolatban állnak, az ország más részein csak korlátozottan vannak összeköttetésben. A hálózat egyetlen külső energiaforrása Franciaországból és Marokkóból származik, amelyek ugyan csak kis mértékben kapcsolódnak a hálózathoz, de felhasználhatók néhány erőmű beindításához. Mindkét elsötétült ország jelentős arányú vízenergiával rendelkezik, Spanyolországban a kereslet 10 százalékát, Portugáliában pedig 25 százalékát fedezi. Ez azért hasznos, mert a vízerőművek működésének beindításához nagyon kevés külső energiára van szükség. Ezen túlmenően mindkét ország nagymértékben beruházott a megújuló energiaforrásokba, Portugália 2021-ben bezárta utolsó szénerőművét, és ma már az energiájának mintegy felét szél- és vízenergiából biztosítja. Spanyolország energiájának mintegy 40 százalékát megújuló energiaforrásokból nyeri.
A napenergia nem ideális energiaforrás az áramhálózat újraindításhoz, mivel a nap jelentős részében nem áll rendelkezésre. A napelemek azonban egyenáramot termelnek, amelyet az elektronikus rendszerek a hálózat váltakozó áramához igazítanak. A megfelelő elektronikával ez kulcsszerepet játszhat a frekvenciák stabilan tartásában, amikor a hálózati szegmenseket újratáplálják. Egyes területeken a szél képes más erőművek számára indítási energiát biztosítani, és nincs szüksége sok külső energiára a működés megkezdéséhez. Nem világos azonban, hogy a helyi szélerőművek képesek-e a feketeindításra, vagy hogy a helyi időjárás alkalmas-e erre.

Az akkumulátorok hihetetlenül hasznosak lehetnek, mivel egyenáramot is biztosítanak, amely bármilyen frekvenciára átalakítható, és így felhasználható az erőművek beindításához vagy a hálózat egyes szegmenseinek újraindításakor a frekvencia stabilizálásához. Sajnálatos módon egyik ország sem telepített még nagy kapacitású, hálózati méretű akkumulátort. Ez várhatóan a következő néhány évben változni fog, párhuzamosan a napenergia drámai mértékű elterjedésével. Jelenleg azonban az akkumulátorok nem jelentenek nagy segítséget.
Függetlenül attól, hogy Spanyolországban és Portugáliában a hálózatüzemeltetők milyen gyorsan oldják meg ezt a feladatot, jelenleg hatalmas kihívás előtt állnak. Ha több napos becslésekkel találkozunk az áramszolgáltatás helyreállítására vonatkozóan, az azért van, mert ha nem sikerül megfelelni ennek a kihívásnak, akkor a dolgok ismét a jelenlegi állapotukban maradnak.