Cała Europa ma dziwny problem z prądem. Powtarza się co minutę

Europejscy naukowcy rozwiązali zagadkę, która od lat intrygowała specjalistów zajmujących się funkcjonowaniem sieci energetycznych. Okazuje się, że zapotrzebowanie na energię elektryczną w Europie regularnie wzrasta dokładnie co 60 sekund. Zjawisko jest widoczne w pomiarach prowadzonych od wielu lat, a jego źródłem okazały się urządzenia, które na co dzień mają chronić sprzęt elektroniczny przed przerwami w dostawie prądu.

Badania przeprowadził zespół z Forschungszentrum Jülich, Uniwersytetu Kolońskiego oraz Karlsruhe Institute of Technology. Naukowcy przeanalizowali dane dotyczące europejskiej sieci elektroenergetycznej i zauważyli powtarzający się wzorzec: dokładnie raz na minutę pojawia się krótkotrwały wzrost poboru energii, który można zaobserwować na dużym obszarze kontynentu.

Zjawisko nie zagraża stabilności dostaw prądu, ale jest na tyle wyraźne, że można je bez problemu wychwycić za pomocą pomiarów.

Nietypowe skoki poboru prądu

Naukowcy zauważyli, że charakterystyczne skoki zapotrzebowania występowały w miejscach, w których zainstalowano magazyny energii i zasilacze awaryjne. Chodzi przede wszystkim o urządzenia UPS (Uninterruptible Power Supply), które zapewniają podtrzymanie zasilania komputerów i innych systemów w przypadku awarii sieci elektrycznej.

Jeden z autorów badania, wskazuje na możliwość wprowadzenia losowego rozłożenia momentów wykonywania pomiarów przez urządzenia.

Sprzęt ten regularnie wykonuje pomiary i sprawdza parametry związane z poborem energii. Problem polega na tym, że wiele urządzeń robi to dokładnie w tym samym momencie, czyli na początku każdej minuty. Badacze nie wiedzą jeszcze, dlaczego producenci zastosowali taką synchronizację. Podejrzewają, że poszczególne firmy niezależnie uznały wykonywanie pomiarów co 60 sekund za optymalne rozwiązanie. Nie istnieje przy tym żadna norma techniczna nakazująca przeprowadzanie kontroli dokładnie o tej samej porze.

W Irlandii amplituda charakterystycznego sygnału wzrosła czterokrotnie w latach 2016-2021. Ma to związek między innymi z dużym udziałem centrów danych, które odpowiadają tam za około jedną piątą zużycia energii elektrycznej.

Wpływ na elektrownie

Chociaż minutowe skoki poboru energii nie destabilizują europejskiej sieci, nie pozostają całkowicie bez konsekwencji. Badacze ustalili, że reagują na nie między innymi elektrownie wodne. Ich turbiny zmieniają prędkość obrotową w rytmie odpowiadającym powtarzającym się wahaniom.

Badacze nie wiedzą jeszcze, dlaczego producenci zastosowali taką synchronizację.

Rozwiązanie problemu wydaje się stosunkowo proste. Dirk Witthaut, jeden z autorów badania, wskazuje na możliwość wprowadzenia losowego rozłożenia momentów wykonywania pomiarów przez urządzenia. Zamiast uruchamiać je dokładnie na początku każdej minuty, producenci mogliby wprowadzić niewielkie przesunięcia czasowe.

Pojedynczy zasilacz UPS nie stanowi żadnego problemu dla sieci energetycznej, ale tysiące podobnych urządzeń działających według identycznego harmonogramu potrafią stworzyć zjawisko widoczne w skali całego kontynentu.

PS. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie naukowym Nature Energy.