Δευτέρα, 15 Μαΐου 2017

Ο ρόλος της στρεφόμενης αδράνειας στο δίκτυο (που παράγει, μεταφέρει και καταναλώνει εναλλασσόμενο ρεύμα)

"Επειδή το πρόβλημα δεν είναι μόνο η παραγωγή ενέργειας αλλά και η μεταφορά και διανομή της μέσω δικτύου, σκόπιμα η πλύση εγκεφάλου των μαζών για την "πράσινη ενέργεια" κρύβει αυτό το πρόβλημα κάτω από το χαλί. Βέβαια υπάρχει και μία έλλειψη γνώσης στον μέσο άνθρωπο για τον ρόλο του δικτύου και την ευστάθειά του. Βρήκα κατά σύμπτωση μία πολύ καλή παρουσίαση για αυτούς που έχουν απέχθεια στις μαθηματικές διατυπώσεις για τον ρόλο της "στρεφόμενης αδράνειας" στην ευστάθεια του δικτύου" (σχόλιο του Prof. Moriarty):

insideenergy.org
the more I learned over the course of reporting this story, the more I realized that inertia is a huge factor in grid reliability – not just for coal-fired power plants, but for renewables and the electric grid as a whole... Όσο μάθαινα στην διάρκεια αυτού του ρεπορτάζ, τόσο συνειδητοποίησα ότι η αδράνεια είναι μείζων παράγοντας για την αξιοπιστία ενός δικτύου -- όχι μόνο για μία μονάδα που καίει κάρβουνο, αλλά και για τις ΑΠΕ και για το δίκτυο στο σύνολό του.

Η αδράνεια είναι βασική έννοια της Φυσικής. Όταν κάτι κινείται, θα συνεχίσει να κινείται (μέχρι κάτι να το σταματήσει). Η αδράνεια είναι αυτό που στέλνει τον οδηγό στο παρμπρίζ του αυτοκινήτου όταν αυτό ...τρακάρει σε έναν τοίχο. Ή αυτό που θα κάνει μια στρεφόμενη ρόδα να συνεχίσει να γυρίζει, μέχρι να την σταματήσει η τριβή ή κάποιο φρένο.

Σε ένα δίκτυο με ηλεκτροπαραγωγή, το ρεύμα παράγεται με στρεφόμενα μηχανήματα. Τουρμπίνες ατμού εάν πρόκειται για μονάδα που καίει κάρβουνο ή για πυρηνική μονάδα (ή και μονάδα αερίου), ή υδροστρόβιλοι αν πρόκειται για υδροηλεκτρική μονάδα. Την αδράνεια την παρέχει η στρεφόμενη τουρμπίνα. Ακόμα και τα αιολικά έχουν κάποια στρεφόμενη αδράνεια: Εάν σταματήσει να φυσάει, ο ρότορας θα συνεχίσει να γυρίζει για λίγο (αν και η αντίσταση από την τριβή με τον αέρα είναι μεγάλη σχετικά με την περιστρεφόμενη μάζα -- που παρέχει την αδράνεια. Τα αιολικά έχουν λιγότερη αδράνεια από τους ατμοστροβίλους και τους υδροστροβίλους). Εάν περάσει ένα σύννεφο πάνω από ένα φωτοβολταϊκό, ή, εάν φύγει το σύννεφο πάνω από το φωτοβολταϊκό, επειδή δεν υπάρχει στρεφόμενη αδράνεια στα φ/β αυτά δημιουργούν περισσότερες αστάθειες σε ένα δίκτυο όπου το ρεύμα που μεταφέρεται είναι εναλλασσόμενο ρεύμα.

"Εναλλασσόμενο ρεύμα" σημαίνει ότι η τάση στα καλώδια δεν είναι σταθερή, αλλά "εναλλάσσεται", ή "ανεβοκατεβαίνει", με μία σταθερή συχνότητα που στην Ελλάδα (και στην Ευρώπη) είναι 50 εναλλαγές, ή "κύκλοι", ανά δευτερόλεπτο. Η ορολογία για τους 50 κύκλους ανά δευτερόλεπτο είναι "50 Herz ή 50 Hz". Και η ενέργεια του ηλεκτρικού ρεύματος μεταδίδεται σαν ένα "κύμα" με συχνότητα 50 Hz:


Με την πρόσθετη διαφορά ότι το ρεύμα δεν παράγεται και μεταφέρεται σε "μία φάση" (σε ένα "κύμα", αλλά σε τρεις φάσεις ή κύματα. Ο βασικός λόγος είναι ότι έτσι μεταφέρεται πιο αποτελεσματικά περισσότερη ενέργεια με τα καλώδια που χρησιμοποιούνται. Το διάγραμμα δείχνει την "τριφασική" γεννήτρια και τις τρεις "φάσεις" που παράγει:


http://insideenergy.org/2015/07/10/ie-questions-what-keeps-our-electric-grid-humming/

Αφού έχει επιλεγεί το εναλλασσόμενο ρεύμα για την παραγωγή και μεταφορά του ηλεκτρισμού, και επειδή υπάρχουν πάνω από μία μονάδες ηλεκτροπαραγωγής, αυτό δημιουργεί μια σοβαρή ιδιαιτερότητα. Π.χ, έχουμε μονάδες στην Βόρεια Ελλάδα, στην Νότια Ελλάδα, και τα υδροηλεκτρικά της Δυτικής Ελλάδας. Κάθε μονάδα παράγει εναλλασσόμενο ρεύμα με συχνότητα 50 Hz και πρέπει οι μονάδες να είναι 100% συντονισμένες, αφού το δίκτυο είναι ένα, και η συχνότητά του, απαρέκκλιτα, μία. Έχω αναφέρει στο παρελθόν άλλη μία ιδιαιτερότητα ενός δικτύου: Η παροχή ισχύος (ρεύματος και τάσης) πρέπει να είναι ίση με την ζήτηση για αποφυγή blackout. Η ιδιαιτερότητα για συντονισμό στην συχνότητα είναι πιο αυστηρή.

Όταν ανάβετε μία συσκευή, όπως πχ ένα κλιματιστικό, επηρεάζετε λίγο και την τάση και την συχνότητα. Με την διαφορά ότι οι στρεφόμενες εφεδρείες στο δίκτυο (οι συντονισμένες μεγάλες μονάδες βάσης) λειτουργούν σαν "αμορτισέρ" και απορροφούν τις παρεμβάσεις σας.

Εάν όλες οι ίδιες οι μονάδες ηλεκτροπαραγωγής, λόγω μεταβολής της ίδιας τους της παραγωγής ισχύος και λόγω της δικής τους μειωμένης ή ανύπαρκτης στρεφόμενης δεν παράγουν στην ακριβώς ίδια συχνότητα και εάν δεν είναι συντονισμένες με την ίδια συχνότητα του δικτύου μεταφοράς, όλο μαζί το δίκτυο θα καταρρεύσει και αυτό είναι το πρόβλημα με τα αιολικά και (περισσότερο) με τα φωτοβολταϊκά, ειδικά όταν είναι σε μη ασήμαντα ποσοστά της συνολικής ηλεκτροπαραγωγής, ώστε να καλύπτονται και αυτά από τα "αμορτισέρ" των συμβατικών μονάδων βάσης:


Φυσικά και υπάρχουν τρόποι και τεχνολογίες που ελέγχουν το πρόβλημα που δημιουργούν τα αιολικά και τα φωτοβολταϊκά σε ένα δίκτυο. Είναι σαν να λέμε "λεφτά υπάρχουν". Πρόσθετο κόστος σε κάτι που ήδη είναι ακριβό.

Οι ΑΠΕ υπάρχουν επειδή τις επιδοτούμε. Επειδή είναι υποχρεωτικές, και με υποχρεωτική επιδότηση. Επιδοτούμε, από πάνω και τις μονάδες εφεδρείας και στρεφόμενης αδράνειας (θυμηθείτε... οι Γερμανοί χρειάζονται πρόσθετες συμβατικές μονάδες σε θερμή εφεδρεία όταν περιμένουν να ...φυσήξει!). Θα επιδοτούμε και τους "τρόπους και τεχνολογίες" για να συνυπάρχουν διαλείπουσες μονάδες στο δίκτυο. Λεφτά υπάρχουν για να ψωνίζουμε αυτά που θέλουν οι φίλοι μας οι Γερμανοί να ψωνίζουμε. Είτε μας χρειάζονται είτε όχι. Είτε καταστρέφουν ό,τι έχει απομείνει από την οικονομία μας, είτε όχι.

archaeopteryxgr.blogspot.gr

0 σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου