Jak zabezpieczyć swój dom przed blackoutem?

Blackout, rolling blackout i brownout

To trzy pojęcia, które są ściśle związane z awarią sieci energetycznej. Blackout, czyli rozległa awaria zasilania oznacza brak napięcia w sieci elektroenergetycznej na dużym obszarze. Awaria tego typu może mieć różne przyczyny. Blackout powoduje wyłączenie wszystkich urządzeń elektrycznych, które nie posiadają awaryjnego zasilania. Gdy zabraknie prądu w sieci, stają wszystkie silniki, systemy oświetleniowe, wentylacyjne, elektryczne źródła ciepła…

Charakterystycznym przypadkiem awarii jest tzw. rolling blackout, czyli zaplanowane, czasowe wyłączenie zasilania poszczególnych obiektów ze względu na brak mocy wytwórczych. Dotyczy ono przeważnie zakładów przemysłowych. Przykładem rolling blackoutu jest też wyłączenie w określonych godzinach zasilania na danym obszarze np. konkretnych dzielnic miasta czy wsi.

Innym pojęciem związanym z awariami zasilania elektroenergetycznego jest tzw. brownout, czyli obniżenie parametrów jakościowych prądu. W takiej sytuacji następuje spadek napięcia w sieci, a także spadek częstotliwości prądu. Dla zwykłego użytkownika sieci obniżenie napięcia generuje takie skutki jak m.in. zmniejszenie mocy elektrycznej źródeł ciepła jak grzejniki elektryczne czy spadek jasności świecenia żarówek.

Egipskie ciemności, które spowiły świat

Statystyki blackoutów, które miały miejsce do tej pory są bardzo niepokojące. Teoretycy systemów energetycznych przekonują, że masowe wyłączenia prądu to naturalny efekt funkcjonowania sieci elektroenergetycznych. Wysokie drzewa, nagłe załamania pogody, a także nierozważne zarządzania siecią przez operatorów mogą się do tego przyczyniać, ale same awarie są nieuniknione.

Katastrofalne skutki awarii zasilania stały się nawet tematem książki Marca Elsberga zatytułowanej: „Blackout”. Autor przedstawia swoim czytelnikom najczarniejsze scenariusze, które mogłyby się stać rzeczywistością, gdyby w całej Europie wystąpiła awaria sieci elektrowni.

Blackout w Polsce

W naszym kraju również doświadczyliśmy blackoutu, ale zdecydowanie na mniejszą skalę. W ciągu ostatnich dwudziestu lat w Polsce wystąpiły dwie poważne awarie sieci elektrycznej.

Pierwszy blackout w naszym kraju w XXI wieku miał miejsce w listopadzie 2006 roku w Warszawie. Awaria trwała blisko dwie godziny, a bez prądu pozostawali mieszkańcy Mokotowa, Wilanowa, Ursynowa, Ochoty i Włoch. Przyczyną awarii było zwarcie w jednej z elektrowni.

8 kwietnia 2008 roku z kolei w godzinach porannych doszło do awarii zasilania w 18 miastach województwa zachodniopomorskiego. Około 630 tys. osób pozostało bez prądu przez 18 godzin. Pod naporem osiadającego na przewodach linii śniegu słupy zaczęły się łamać.

Blackout, który miał miejsce w Szczecinie, był wydarzeniem na dużą skalę. Mniejsze awarie zdarzają się jednak dość często i w szczególności dotyczą mieszkańców małych miast oraz terenów wiejskich. Zdaniem naukowców blackout w Szczecinie w przyszłości nie będzie zjawiskiem odosobnionym. Zmiany klimatyczne będą konfrontowane ze zjawiskami atmosferycznymi powodującymi rozległe awarie sieci elektroenergetycznych.

Inteligentne systemy mają przeciwdziałać skutkom blackoutu

Blackouty przynoszą straty ekonomiczne, a także stanowią poważne zagrożenie dla życia ludzi. Wprawdzie całkowita ochrona przed blackoutem wydaje się niemożliwa, ale podejmowane są działania mające na celu ograniczenie jej skutków, a także uruchomienia systemów energetycznych działających w oparciu o alternatywne źródła zasilania.

Nie ulega wątpliwości, że współczesny system energetyczny w wersji scentralizowanej wymaga zwiększenia liczby systemów zasilania awaryjnego, zastosowania obejść i zabezpieczeń. Inteligentne sieci energetyczne to ważna, a przy tym opłacalna inwestycja z punktu widzenia odbiorców. Dzięki temu w razie wystąpienia awarii będzie można podjąć działania, które ograniczą eskalację problemu. W starych systemach takimi, jakimi dysponuje m.in. Polska, informacje o awarii docierają do stacji kontroli z dużym opóźnieniem, podczas gdy skala awarii ciągle rośnie. Najbogatsze państwa świata już dążą do tego, by zarządzać inteligentną siecią. Taki system jest w stanie samodzielnie wyłapać usterki oraz im przeciwdziałać. To pozwoli uniknąć kaskadowych awarii, dzięki automatycznemu ograniczaniu poziomu mocy. Rozwój inteligentnych sieci energetycznych ma ścisły związek z tworzeniem systemu rozproszonych źródeł i magazynów energii. Kiedy w 2012 roku Manhattan został pozbawiony prądu przez huragan Sandy, dzięki mikrosieci oraz panelom fotowoltaicznym, część budynków mogła korzystać z zasilania jeszcze przez kilka dni.

Jak zabezpieczyć swój dom przed przerwami w dostawach prądu?

W przypadku awarii zasilania, skutki dosięgną każdego z nas. Energia elektryczna jest nam potrzebna, od funkcjonowania domowych systemów, ogrzewania budynku, a także przygotowywania posiłków. Awarie zasilania mogą dać się we znaki szczególnie zimą, kiedy potrzebujemy więcej światła, a także prądu do ogrzewania. Nawet jeśli nie korzystamy z ogrzewania elektrycznego, prąd jest potrzebny do podtrzymania pracy urządzeń takich jak pompy obiegowe CO, sterowniki do zarządzania ogrzewaniem czy podajniki kotłów. Jeśli awaria potrwa dłużej to pociągnie za sobą dodatkowe problemy w związku z zamarzaniem wody w instalacji. W obliczu takiego zagrożenia przygotowanie alternatywnych źródeł zaopatrzenia wydaje się rozsądnym działaniem.

Jakie rozwiązania są obecnie proponowane na rynku?

1. Zasilacz awaryjny (UPS)

Zasilacz składa się z trzech podzespołów: prostownika, akumulatora i przetwornicy. Akumulator gromadzi pewną ilość energii elektrycznej, przetwornica przetwarza prąd stały na prąd zmienny o odpowiednim napięciu i częstotliwości, a prostownik doładowuje akumulator i utrzymuje go w stanie pełnego naładowania, gdy jest prąd. Zasilacze UPS są wykorzystywane do podtrzymania zasilania elektrycznego: systemów informatycznych, systemów centralnego ogrzewania, monitoringu, urządzeń medycznych oraz urządzeń automatyki przemysłowej. Pracują cicho i automatycznie przełączają się na tryb awaryjny. Zasilacze posiadają naładowane baterie akumulatorowe i mogą być od razu wykorzystane do awaryjnego zasilania (tzw. zimny start). Zasilacze UPS sprawdzają się jako zabezpieczenie systemów solarnych, kotłów na paliwo stałe, kominków z płaszczem wodnym. Mogą również służyć do zabezpieczenia centrów sterowania, klimatyzacji, wentylacji, rolet czy bram garażowych. Jednak jest to rozwiązanie na krótko, które nie stanowi zabezpieczenia przed poważną awarią sieci elektroenergetycznej. Zazwyczaj ich działanie wystarczy od kilku godzin do kilku dni w zależności od wielkości zasilacza awaryjnego.

2. Agregat prądotwórczy

To urządzenie produkuje energię elektryczną tak długo, na jak długo wystarczy paliwa, w oparciu o które pracuje. Może nim być np. benzyna czy olej opałowy. Ważnym etapem przy jego wybieraniu jest ustalenie mocy, która pozwoli na podłączenie urządzeń niezbędnych do funkcjonowania naszego domu. Agregaty nie zapewnią prądu takiej samej jakości jak w gniazdku (ze względu na wahania napięcia). W związku z tym w przypadku uruchamiania urządzeń elektronicznych może okazać się konieczne wykorzystanie pośrednictwa zasilacza awaryjnego. Agregaty sprawdzają się do awaryjnego zasilania elektronarzędzi, UPS-ów czy starszych modeli telewizorów. W przypadku nowoczesnych urządzeń możliwy jest zakup agregatu z szybką reakcją na zmiany obrotów generatora i stabilizacją napięcia wyjściowego, który generuje prąd bezpieczny dla nowszych urządzeń elektronicznych.

3. Układy hybrydowe

To inaczej połączenie agregatu prądotwórczego z zasilaczem typu UPS. W takim układzie zasilacz gromadzi energię i oddaje ją w momencie, gdy główne źródło zasilania przestaje ją dostarczać, a agregat jeszcze się rozgrzewa. To układ, w którym obydwa urządzenia wzajemnie się wspierają, by pracować nieprzerwanie.

4. Turbiny wiatrowe i ogniwa fotowoltaiczne

Zarówno turbiny, jak i ogniwa mogą produkować prąd tylko w odpowiednich warunkach pogodowych. Innymi słowy, by mogły nam dostarczyć energię w dłuższym okresie, konieczne jest wyposażenie domu w zestaw akumulatorów i przetwornicę. Koszt inwestycji jest bardzo wysoki, ale takie źródła energii daje szansę na produkcję prądu bez dostarczania energii z zewnątrz.