Polaire vortexen. orkanen. Bosbranden.

Nu de klimaatverandering extreme weersomstandigheden frequenter en intenser maakt, het wordt steeds moeilijker om de lichten aan te houden en de HVAC-systemen draaiende te houden.

Als onderzoeker op het gebied van energiesystemen, Ik ben van mening dat nutsbedrijven beter moeten worden in het weerstaan ​​van rampen en de verstoring die ze veroorzaken. Meer investeren is de sleutel, vooral bij infrastructuurupgrades, hernieuwbare energie en microgrids - kleine en zelfvoorzienende energiebronnen die consumenten helpen om ofwel naar keuze van het net af te blijven of gewoon verbonden te blijven tijdens stroomonderbrekingen.

Vele soorten schade

Verschillende weersomstandigheden kunnen de toegang tot elektriciteit belemmeren.

Bij extreme kou, zoals degene die begin 2019 een groot deel van de VS bevroor, cruciale apparatuur zoals stroomonderbrekers, schakelaars, roostersensoren en andere elektromechanische ondersteunende apparatuur kunnen langzamer of sneller werken dan normaal, soms leidend tot fabrieken die zichzelf afsluiten, wat mogelijk stroomuitval veroorzaakt.

Rond de 300, 000 klanten verloren stroom in Michigan en New Jersey als gevolg van winterstormen in 2018.

in 2019, 1, 500 klanten kwamen tijdelijk zonder stroom te zitten toen hoogspanningslijnen braken in Kenosha County, Wisconsin, en duizenden anderen moesten rillen door de koudste nacht in decennia in de Twin Cities-regio van Minnesota en delen van Illinois.

Tijdens orkanen, hogesnelheidswinden kunnen transmissie- en bovengrondse elektriciteitsleidingen neerhalen, zoals in 2018 gebeurde met orkaan Michael in Florida en orkaan Maria in Puerto Rico in 2017.

Helaas, er zijn geen gemakkelijke oplossingen.

Terwijl het begraven van hoogspanningslijnen onder de grond hen beschermt tegen windstoten, het maakt ze dan kwetsbaar voor overstromingen en aardbevingen. In gebieden met regelmatig hoge temperaturen, elektriciteitsverbruik kan pieken als gevolg van de grote vraag naar airconditioning tijdens hittegolven. En als de vraag groter is dan het aanbod, het kan storingen veroorzaken.

In de eerste negen maanden van 2018, 11 rampzalige weersomstandigheden die de VS troffen, veroorzaakten meer dan 1 miljard dollar aan schade. De totale kosten van in totaal 238 weers- en klimaatrampen in de VS sinds 1980 die $ 1 miljard aan voor inflatie gecorrigeerde dollars overschreden, bedragen $ 1,5 biljoen.

Weerbaarheid verkrijgen

Voor energiebedrijven, Bij betrouwbaarheid gaat het erom de lichten aan te houden en op een consistente manier stroom te leveren om het dagelijks leven te ondersteunen. Energiebedrijven, overheidsinstanties en onderzoekers moeten ook de weerbaarheid versterken door zich voor te bereiden op, absorberend, zich aanpassen aan en snel herstellen van extreem weer en andere noodsituaties.

Hiertoe, de afdeling Energie besteedt in drie jaar tot $ 50 miljoen aan de modernisering en veerkracht van het net. Dit omvat het ontwikkelen en verbeteren van microgrids met een hoge penetratie van schone gedistribueerde energiebronnen en opkomende netwerktechnologieën. Voorbeelden zijn slimme meters die realtime storingsmeldingen kunnen verzenden en slimme schakelaars, apparaten die problemen in het net kunnen detecteren en de stroom automatisch kunnen herstellen.

Nutsbedrijven kunnen nu uitval en hun impact op elektriciteitsnetten voorspellen voordat een storm zelfs maar toeslaat. Ze kunnen kunstmatige-intelligentietechnologieën gebruiken, weersvoorspellingen en historische schadegegevens om de omvang en locatie van mogelijke storingen in te schatten.

Dit helpt nutsbedrijven bij het toewijzen van reparatieploegen en apparatuur tijdens noodsituaties. Het helpt ook nutsbedrijven pre-positie generatoren waar ze het meest waarschijnlijk nodig zijn.

Beter reageren

Nadat orkanen en andere extreme weersomstandigheden voorbij zijn, bemanningen worden gestuurd om de schade te herstellen en de stroomvoorziening zo snel mogelijk te herstellen. De meeste nutsbedrijven vertrouwen nog steeds op de ervaring van operators bij het plannen van de werkzaamheden van de bemanning. Maar sommigen gebruiken nu geavanceerde storingsbeheersystemen om dit proces te automatiseren en te versnellen.

Hulpprogramma's vertrouwden er in het verleden op dat klanten contact met hen opnemen om schade en storingen te melden. Zonder moderne technologie, er kunnen vertragingen zijn voordat een energiebedrijf problemen ontdekt die het moet oplossen als niemand klaagt - zoals onvermijdelijk is tijdens evacuaties.

De wildgroei aan digitale slimme meters – elektrische apparaten die het verbruik van elektrische energie registreren en digitaal kunnen communiceren met serviceproviders – kan nutsbedrijven helpen storingen in realtime te identificeren. In tegenstelling tot conventionele meters die alleen maandelijks energieverbruik registreren, slimme meters rapporteren om de 15 minuten het stroomverbruik en de spanning.

Bijvoorbeeld, toen orkaan Harvey Texas in 2017 doorweekte, het kostte enkele weken van de nutsvoorzieningen om elke klant weer van elektriciteit te voorzien. Echter, de Nueces Electric Coöperatie, een non-profit elektriciteitsbedrijf dat eigendom is van een klant, slaagde erin de stroomvoorziening voor 95 procent van zijn klanten binnen 24 uur te herstellen, hoewel bijna de helft van hen een stroomstoring had gehad.

De coöperatie slaagde erin snel en goed te reageren omdat ze een uitgebreid noodplan had en had bedacht hoe ze op een efficiënte manier bemanningen konden mobiliseren. Het kleine nutsbedrijf gebruikte gegevens van de slimme meters van zijn klanten om de omvang en locaties van storingen in te schatten. Door ze nauwkeurig te lokaliseren, operators konden efficiënt bemanningen sturen en de service snel herstellen.

Kunstmatige intelligentie kan ook helpen door sociale media te scannen om storingen te identificeren. En nutsbedrijven gebruiken steeds vaker drones om het net te inspecteren en schade te identificeren die na stormen moet worden gerepareerd.

Zonne-energie gaan

Een stap die iedereen neemt om te voorkomen dat de stroom uitvalt na grote stormen, is het installeren van zonnepanelen op hun daken en deze aan te sluiten op grote batterijopslagsystemen. Deze back-upsystemen winnen aan populariteit omdat ze vaak beter werken dan te vertrouwen op de dieselaangedreven generatoren die in de VS vaker worden gebruikt als back-upsystemen.

Bijvoorbeeld, in de nasleep van Superstorm Sandy in 2012, een opmerkelijk gebied in Lower Manhattan werd niet donker:de campus van de New York University. Die gebouwen draaiden op een microgrid aangedreven door twee gasturbines en een stoomturbine.

Hetzelfde, microgrids hielpen de lichten aan te houden in huizen en bedrijven in Houston, de vriezers koud in supermarkten en de stroom zoemt in het Texas Medical Center na orkaan Harvey, terwijl de meeste nabijgelegen gebieden geen elektriciteit hadden.

De meeste microgrids werken op zonne-energie of aardgas, ondersteund door batterijen. Naast het lokaal opwekken van stroom, ze zijn handig omdat ze bij stroomuitval kunnen worden losgekoppeld van het hoofdnet, door wat de energie-industrie en onderzoekers 'eilanden' noemen.

Bovendien, deze opwekkingsmiddelen kunnen in een netwerk worden opgenomen, zodat ze stroom kunnen uitwisselen om aan de algemene elektriciteitsvraag te voldoen. Dit betekent dat overtollige stroom in één microgrid andere microgrids kan ondersteunen die niet genoeg hebben.

Volgens mij, overal microgrids inzetten, ook in ziekenhuizen, politiebureaus, overheidsgebouwen, scholen en woningen zorgen ervoor dat alles soepeler en veiliger verloopt tijdens storingen. Gecombineerd met de verspreiding van andere technologieën, zoals slimme meters, en hernieuwbare energie, ze maken het net veerkrachtiger.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.