—олнечные бури способны привести к катастрофе в мире электроники

—олнечные бури способны привести к катастрофе в мире электроники

ќдной мартовской ночью, 21 год назад, солнечна€ бур€ нанесла сокрушительный удар электросети канадской провинции  вебек. Ќи снег, ни лед, ни ветер не могли разрушить систему распределени€ энергии, оставив миллионы жителей провинции без электричества. ѕричиной серьезнейшей аварии стала именно солнечна€ бур€ - облако электрически зар€женного газа налетело на «емлю, что повлекло за собой перегрузку всей системы. 

Ђ осмическа€ погодаї была более чем плохой, она даже повредила гигантский трансформатор на €дерной станции в Ќью-ƒжерси, наход€щейс€ в нескольких сотн€х километров от  вебека. ќднако при этом ученые и инженеры утверждают, что в прошлом на —олнце случались и более серьезные вспышки, просто происходило это до изобретени€ высоковольтных проводов. Ќе менее сильные бури возможны и в будущем.

ѕо самому пессимистичному сценарию, сильна€ геомагнитна€ бур€ может стать Ђодним из самых разрушительных стихийных бедствий на планетеї, - за€вл€ет ƒжон  аппенман, энергетический консультант. “ака€ бур€ способна лишить электричества целые регионы на долгие мес€цы, повли€ть сразу на несколько континентов.

—олнечна€ бур€ 1989 года дала энергетике ценные уроки, корректировка системы была произведена как в самом  вебеке, так и за его пределами. » все же эксперты считают, что ни одна из существующих ныне сетей не защищена полностью от геомагнитных бурь. —ложно даже оценить риск, который несут такие событи€, ведь случаютс€ солнечные выбросы довольно редко, облада€ при этом потенциалом глобальной катастрофы.

Ђ“акие €влени€ т€жело изучить, ведь частота их про€влений мала, а разрушительна€ сила огромна, - подчеркивает Ћюк ван дер «ел, глава технического отдела »нститута исследовани€ электроэнергии. - ѕоэтому меры предотвращени€ и см€гчени€ их воздействи€ тоже разработать непростої.

ѕо словам  аппенмана, международна€ индустри€ энергетики потратила миллиарды долларов на защиту электросетей от ураганов, снежных бурь и других стихийных бедствий Ђземногої происхождени€, а во всем, что касаетс€ космического вли€ни€, Ђмы еще не способна адекватно оценить угрозуї.

Ќаибольшему риску подвергаютс€ сети, расположенные на высоких широтах, однако и увеличивающеес€ количество электропроводов в развитых странах вли€ет на степень опасности; солнечна€ бур€ может принести значительные разрушени€. Ђ„ем больше развиваетс€ сеть, тем лучше она выполн€ет роль антенны, привлекающей колебани€ электромагнитного пол€ «емлиї, - по€сн€ет  аппенман, входивший в комитет, призванный дать оценку подобным рискам по заказу —евероамериканской корпорации надежности электроэнергии.

¬ысоковольтные линии передач, которым обычно отдаетс€ предпочтение в св€зи с возможностью минимальных потерь энергии при ее передаче на рассто€ние, сделали сеть более у€звимой перед солнечными бур€ми, считает Ўон »глтон, глава отдела инжиниринга американской компании Con Edison. Ђ»нженеры думают в первую очередь о выгоде, - добавл€ет он. - Ќо иногда, создава€ более энергоэффективную систему, они тем самым ослабл€ют ее в отношении солнечной активностиї.

» все же возможные мес€цы хаоса, как социального, так и экономического, спровоцированного полной потерей электроэнергии, заставл€ют ученых и инженеров внимательней отнестись к проблеме солнечных бурь. —овершенствуютс€ технологии прогнозировани€, которые позвол€т заранее узнавать, когда и где случитс€ нова€ вспышка, насколько сильным станет ее вли€ние. Ѕлагодар€ этому у операторов сети будет врем€ подготовитьс€, прин€ть соответствующие меры. ѕараллельно исследователи ведут работу по созданию новых технологий, призванных обезопасить сети от воздействи€ сильных бурь.

¬ этом плане, не последнюю роль играет экономический фактор. ѕереоборудование тыс€ч станций и подстанций, по словам Ћюка ван дер «ела, потребует значительного финансировани€, которое еще предстоит оценить. Ђ онечной целью €вл€етс€ и получение и методик прогнозировани€, и технологий по см€гчению воздействи€, - комментирует он. - ¬опрос непростой. ¬ли€ние —олнца не похоже на другие проблемы, которые нам уже приходилось решатьї.

√еомагнитна€ бур€ начинаетс€ выбросом огромного количества электрически зар€женного газа - или плазмы - с поверхности —олнца. √аз очень быстро перемещаетс€ в пространстве - со скоростью несколько миллионов километров в час или больше. ≈сли облако движетс€ в сторону «емли, то добратьс€ до планеты оно может меньше чем за день.

¬от тогда и начинаютс€ изменени€ в электромагнитном поле «емли. ќтмечаютс€ колебани€, привод€щие к образованию электрических полей на некоторых участках планеты. Ёта концентраци€ в основном Ђперебрасываетс€ї на высоковольтные линии, а результатом станов€тс€ разрушительные перегрузки.

Ёти перегрузки, в свою очередь, несут проблемы всей сети. Ќапр€жение в высоковольтных проводах значительно превышает предусмотренную норму, трансформаторы, созданные дл€ контролировани€ напр€жени€, перестают справл€тьс€ с ним. ќни перегреваютс€ и выход€т из стро€, возможны и проблемы иного рода, вплоть до сбо€ всей системы. ѕотом наступает резкое уменьшение тока в сети, и если не урегулировать ситуацию с помощью электричества из других источников или грамотного перераспределени€ энергии, сеть перестает работать.

Ёто и произошло в  вебеке в 1989 году. ¬есь разрушительный процесс зан€л всего 92 секунды.   счастью, большую часть трансформаторов удалось восстановить.

¬прочем, при более сильной буре (как та, что обрушилась на «емлю в 1859 году, когда практически не было оборудовани€, способного выйти из стро€) трансформаторы могут быть полностью разрушены. «десь не следует забывать, что трансформатор - это не товар, который можно пойти и купить в магазине. Ёто конструкци€ весом в несколько сотен тонн, стоимость которой может достигать $10 млн. “рансформаторы чаще всего проектируютс€ и стро€тс€ на заказ. Ќа их замену после сильной солнечной бури может уйти несколько мес€цев.

»менно поэтому эксперты работают над технологи€ми, которые не позвол€т изменени€м в геомагнитном поле планеты вли€ть на сеть. ¬озле каждого трансформатора будет устанавливатьс€ специальный конденсатор, который не даст Ђвнешнемуї электричеству попасть в сеть.

 онденсаторы обычно отличаютс€ маленьким размером - например, тот, что используетс€ в радиоприемниках, в диаметре может быть меньше сантиметра. ќднако конденсаторы, создаваемые дл€ трансформаторов, размером будут примерно со стиральную машину. ќт них требуетс€ высока€ скорость работы, чтобы защитный механизм не задерживал нормальное движение электричества по сети.

Ђƒанные услови€ требуют разработки очень сложного устройства, - говорит ван дер «ел. - ќно должно контролировать нормальный электроток, замечать колебани€ и принимать решени€ в зависимости от типа неполадок. Ёто гораздо дороже, чем создание стандартного конденсатораї.

ѕо оценкам  оппенмана, в одних только —оединенных Ўтатах около 5 000 трансформаторов нуждаютс€ в переоборудовании. ”совершенствование каждого из них обойдетс€ госбюджету примерно в $100 000 - за технику, без учета стоимости установки. ќграничитьс€ переоборудованием нескольких трансформаторов нельз€, это будет бессмысленно, ведь вли€нию электромагнитных полей подвержен любой участок сети.

Ўон »глтон объ€вил, что компани€ Con Edison при содействии ƒжона  оппенмана уже разработала технологию, котора€ скоро пройдет тестирование на нескольких трансформаторах.  омпани€ в данной сфере не новичок, она уже создала систему, котора€ не позвол€ет току, генерируемому в метро, вли€ть на городскую электросеть.

 роме того, Con Edison получила консультацию у проектировщиков трансформаторов в отношении требований к конденсатору. Ќедавно американские трансформаторы конструировались так, чтобы их было проще перевозить и устанавливать, теперь стандарты снова изменились, больше внимани€ удел€етс€ безопасности.

Ќа сегодн€шний день никто не в состо€нии точно сказать, как усовершенствованный трансформатор перенесет сильную солнечную бурю. Ђ”знать, к сожалению, можно лишь после того, как это произойдетї, - отмечает »глтон.

¬месте с тем, по мнению ван дер «ела, скорейший прогресс св€зан с новыми исследовани€ми. Ђ≈сли случитс€ очень сильна€ бур€, будет ли вс€ сеть уничтожена? ќтветить мы не можем, потому что несовершенна система анализа таких ситуаций. Ќад этим еще предстоит работатьї.

√ораздо меньше времени и средств требует разработка точной системы прогнозировани€ солнечных вспышек. Ётим уже занимаетс€ р€д лабораторий Ќј—ј, где исследуютс€ данные, полученные от чувствительных к изменени€м солнечной активности спутников. ѕроект под названием Ђ—олнечный щитї призван в ближайшие годы усовершенствовать методы моделировани€ солнечных бурь дл€ более точных результатов тестировани€ и прогнозировани€.

ѕо утверждению представител€ Ќј—ј јнтти ѕулккинена, Ђможно будет уверенно сказать, что случитс€ и когда это будетї. “очное прогнозирование даст операторам сети врем€ на подготовку. ќни успеют ввести дополнительные меры безопасности и даже перераспределить напр€жение в сети. ¬ крайнем случае, сеть можно будет просто отключить. Ёто нежелательно, но все же контролируемое отключение приведет к меньшим убыткам, чем разрушение системы.

Ќа сегодн€шний день, прогнозы улучшаютс€ двум€ способами: получением точных данных со спутников и новыми пут€ми обработки этих данных. Ђƒл€ моделировани€ таких сложных процессов нужны очень мощные компьютеры, - подчеркивает ѕулккинен. - ћы впервые начали использование методик, изначально разработанных дл€ физики, в анализе вли€ни€ солнечных бурь на электросетьї.

Ўон »глтон указал и на еще одно важное преимущество точного прогнозировани€: Ђ—олнце далеко от нашей планеты, так что врем€ на подготовку будет!ї

Henry Fountain, The New York Times, перевод с английского - ¬лада —оболева

  • ƒата публикации: 20.12.2010
  • 3724
ќќќ Ђƒ≈Ћќ¬џ≈ —»—“≈ћџ —¬я«»ї
ќтраслевой информационно-аналитический портал, посв€щЄнный энергетике Ѕеларуси. јктуальные новости и событи€. ѕодробна€ информаци€ о компани€х, товары и услуги.
220013
–еспублика Ѕеларусь
ћинск
ул. ул. Ѕ. ’мельницкого, 7, офис 310
+375 (17) 336 15 55 , +375 (25) 694 54 56 , +375 (29) 302 40 02 , +375 (33) 387 08 05
+375 (17) 336 15 56
info@energobelarus.by
ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

191611654
5
5
1
150
150