Mikrohálózatok válthatják az elöregedő amerikai elektromos rendszereket

Belátható időn belül komoly gazdasági és környezeti problémával kell szembenéznie Amerikának. A jó hír, hogy van egy kiskapu, ami megoldást jelenthet ezekre a nehézségekre, a rossz hír az, hogy ennek a rendszernek az országos „okosítása” még legalább egy évtizedig várat magára, olvasható W. David Stephenson IndustryWeeken megjelent, elektromos hálózatokról szóló írásában.

Egyelőre nincs jobb kínálkozó alternatíva

A felvezetőben nevesített probléma az országos elektromos hálózat, amelynek nagy része 50-75 évvel ezelőtt épült. Ez a rendszer egyfelől karbantartási hiányosságokkal küzd, másfelől sehol sincs elegendő kapacitása a megújuló forrásokból származó, jelentős mennyiségű villamos energia elosztására, amely a növekvő nemzeti energiaigény kielégítésére és a környezetszennyező hagyományos energiatermelő létesítmények kiváltására szolgál.

A helyzetet tetézi, hogy Kaliforniában az elöregedett nagyfeszültségű vezetékeket tartják az államot egyre gyakrabban sújtó erdőtüzek okozójának. Drámai, de szemléletes példa: amikor 2003-ban egy ohiói villanyvezetékre zuhant egy kidőlt fa, az incidens dominóhatása nyolc államban és Ontarióban 50 millió ember otthonában okozott áramszünetet.

A szakértők egy emberként állítják, hogy a meglévő hálózat teljes korszerűsírésre szorul, a megoldás pedig a digitális komponenseket használó „intelligens hálózat” lehet. Míg a jelenlegi rendszert kizárólag a múlt hatalmas, fosszilis tüzelésű erőműveiben termelt áramnak az ipari és háztartásbéli elosztására tervezték, addig az intelligens hálózat a széles körben elosztott forrásokból, például a nap- és szélerőművekből származó áram kétirányú áramlását, valamint kapcsolódó adatáramlást képes kezelni, ami lehetővé teszi a kínálat és a kereslet sokkal pontosabb, valós idejű kiegyensúlyozását.

Ha minden adott, akkor is legalább egy évtized a teljes átállás

A rendszerfrissítés azonban még akkor is legalább egy évtizedig tartana, ha már most létezne

átfogó terv és szükséges forrás a legalább 300 ezer mérföldnyi távvezeték, alállomás és minden kapcsolódó berendezés cseréjére, nem beszélve a kivitelezéssel járó, a folyamatot ugyancsak évekre visszavető bürokráciáról. Mivel azonban ilyen felülről irányított országos projekt nincs, más alternatívát kell találni a helyzet rendezésére! E ponton lépnek a képbe az alulról építkező, úgynevezett patchwork megoldások.

Ugyanazok a kétirányú digitális komponensek, amelyek az intelligens hálózathoz szükségesek, a helyi energiaforrásokra, például napelemtelepekre és szélerőművekre épülő kisléptékű projekteket is létrehozhatnak. Sőt az elektromos járművek töltőállomásain tárolt felesleges villamos energiát is felhasználhatnák. Ezek a rendszerek akár egy városrésznyi területet vagy egy egész várost is kiszolgálhatnak.

A mikrohálózatok számos előnyt kínálnak a hagyományos hálózatokhoz képest. Gyorsabb a reakcióidejük a hálózati zavarokra, hiszen a mikrohálózat azonnal „sziget üzemmódba” tud kapcsolni, így akkor is működőképes marad, ha a teljes hálózat meghibásodik. Már most rugalmasabbá és hatékonyabbá teszik a teljes hálózatot, ahelyett, hogy megvárnák, amíg a teljes intelligens hálózat kiépül. Már most hozzá tudnak adni megújuló energiát, a tetőkön lévő napenergiától kezdve a szélerőműveken át az elektromos járművek töltőállomásaiban maradt felesleges energiáig. Mivel az áramot a felhasználási helyhez közel állítják elő, csökken az energiaveszteség, ellentétben azzal, amikor az áramnak több kilométert kell vezetéken utaznia a felhasználóig.

A magánkézben lévő szolgáltatók nem fognak örülni, feltéve, ha…

Nyilvánvalóan a magánkézben lévő közműszolgáltatók nem fogják üdvözölni ezt a modellt, hiszen bevételeik nagy részét a központosított, fosszilis tüzelésű erőművekből szerzik, amelyeket idővel leszerelnek – ez alapvető érdekellentét. Ugyanakkor semmi sem akadályozza meg a magánipart abban, hogy mikrohálózatok kiépítésébe kezdjen.

A mikrohálózatok – végsősoron az integrált intelligens hálózat – elterjedése azért elkerülhetetlen, mert ugyanazokra a digitális technológiákra épül, amelyeket az ipar 4.0 is használ. Mivel az összes komponens digitális, ugyanazokat a szabványokat és adatokat (valamint elektromos áramot) használják, mint az intelligens termékek – tekint a jövőbe Stephenson.

Amint arra már egy 2020-as kutatás is rámutat: az intelligens hálózat egyes egységei már jóval a teljes átalakulás befejezése előtt összekapcsolódhatnak. Ez a feltételezés talán futurisztikusnak tűnhet, de a mikrohálózatok eredendően digitális jellege elkerülhetetlenné teszi a kapcsolódást. Az IndustryWeek szerzője szerint a szóban forgó hálózatok egy patchwork takarót alkotva fogják lépésről lépésre bővülve gyorsítani a teljes intelligens hálózat kiépítését.

Vörös István, NEW technology