BLACKOUT για βλακ-άουτ καταναλωτές !!!

BLACKOUT για βλακ-άουτ καταναλωτές !!!

(με τη βοήθεια του ChatGPT)

(ερωτ): Ποιος ο λόγος που έγινε το blackout στην Ισπανία?

Το τεράστιο μπλακ άουτ που έπληξε την Ιβηρική Χερσόνησο στις 28 Απριλίου 2025, προκαλώντας διακοπές ρεύματος σε Ισπανία, Πορτογαλία και τμήματα της Νότιας Γαλλίας, οφείλεται σε συνδυασμό παραγόντων που σχετίζονται με την υπερφόρτωση του δικτύου και την έλλειψη ανθεκτικότητας του συστήματος.

Κύριες αιτίες του μπλακ άουτ:

• Απότομη πτώση παραγωγής ηλιακής ενέργειας: Η παραγωγή ηλιακής ενέργειας στην Ισπανία μειώθηκε από 18 GW σε περίπου 5 GW σε διάστημα πέντε δευτερολέπτων, Πιθανή αιτία: παροδική πτώση ακτινοβολίας ή τεχνικό σφάλμα σε μεγάλα ηλιακά πάρκα. Αυτό δημιούργησε τεράστιο έλλειμμα ενέργειας σε ελάχιστο χρόνο προκαλώντας σοβαρή αστάθεια στο δίκτυο.​
• Έλλειψη «μηχανικής αδράνειας»: Η αυξημένη εξάρτηση από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, οι οποίες συνδέονται με το δίκτυο μέσω ηλεκτρονικών μετατροπέων, οδήγησε σε έλλειψη μηχανικής αδράνειας. Αυτό σημαίνει ότι το σύστημα δεν μπορούσε να απορροφήσει γρήγορες διακυμάνσεις στη συχνότητα, όπως συμβαίνει με τις παραδοσιακές θερμικές ή πυρηνικές μονάδες.​
  Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως τα φωτοβολταϊκά και οι ανεμογεννήτριες, δεν διαθέτουν περιστρεφόμενη μάζα (όπως οι θερμικές μονάδες), άρα δεν μπορούν να «κρατήσουν» τη συχνότητα σταθερή όταν προκύπτουν απότομες διακυμάνσεις.Το δίκτυο έχασε γρήγορα τον σταθερό συγχρονισμό (δλδ. η συχνότητα έπεσε κάτω από τα ασφαλή όρια π.χ. <49.5Hz).
• Υποδομή δικτύου που δεν αντέχει στην αυξημένη ζήτηση: Το δίκτυο της Ιβηρικής Χερσονήσου, κατασκευασμένο κυρίως τη δεκαετία του 1950, δεν έχει ανανεωθεί επαρκώς για να υποστηρίξει την αυξημένη διείσδυση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Η αυξανόμενη παραγωγή ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, όπως η ηλιακή και η αιολική, χωρίς την αντίστοιχη αναβάθμιση του δικτύου, έχει οδηγήσει σε αυξημένες διακυμάνσεις στην τάση και τη συχνότητα του δικτύου, καθιστώντας το πιο ευάλωτο σε αποτυχίες. ​
• Αποτυχία διασύνδεσης με τη Γαλλία: Η αποτυχία της διασύνδεσης Ισπανίας-Γαλλίας επιδείνωσε την κατάσταση, καθώς το δίκτυο δεν μπορούσε να αντλήσει ενέργεια από άλλες περιοχές για να αντισταθμίσει την απώλεια παραγωγής.​
• Ανεπάρκεια αυτόματων μηχανισμών αποκοπής φορτίων
  Το σύστημα δεν είχε επαρκείς αυτοματισμούς για να αποκόψει φορτία (π.χ. βιομηχανίες, γραμμές μεταφοράς), ώστε να αποφευχθεί το ντόμινο κατάρρευσης.

Συμπεράσματα:

Το μπλακ άουτ στην Ιβηρική Χερσόνησο αναδεικνύει την ανάγκη για εκσυγχρονισμό των ενεργειακών υποδομών και την ανάπτυξη στρατηγικών αποθήκευσης ενέργειας. Η ισχυρή εξάρτηση από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας απαιτεί την ενίσχυση της ανθεκτικότητας του δικτύου και την ενσωμάτωση τεχνολογιών που μπορούν να απορροφήσουν τις διακυμάνσεις στην παραγωγή ενέργειας.​ Το μπλακ άουτ στην Ισπανία στις 28 Απριλίου 2025 ήταν αποτέλεσμα σοβαρής αποσταθεροποίησης του ηλεκτρικού δικτύου, η οποία οφείλεται σε μια αλυσίδα τεχνικών αποτυχιών και ανεπαρκούς προετοιμασίας του συστήματος.

Τι σημαίνει αδράνεια στο σύστημα?

Η αδράνεια στο ηλεκτρικό σύστημα (ή “μηχανική αδράνεια”) είναι η ικανότητα του δικτύου να αντιστέκεται σε απότομες αλλαγές της συχνότητας, όταν συμβαίνουν διαταραχές — όπως μια ξαφνική απώλεια παραγωγής ή ένα blackout.
Τεχνικά τι σημαίνει: Η αδράνεια στο σύστημα προέρχεται από τους μεγάλους, περιστρεφόμενους στροβίλους (γεννήτριες) στις μονάδες παραγωγής με καύσιμο (λιγνίτη, φυσικό αέριο, υδροηλεκτρικά, κ.λπ.).

• Αυτές οι γεννήτριες περιστρέφονται συγχρονισμένα με το δίκτυο (50 Hz).
• Όταν υπάρχει ξαφνική απώλεια ισχύος, η δική τους κινητική ενέργεια (η στροφορμή τους) κρατά προσωρινά το σύστημα “ζωντανό” για μερικά δευτερόλεπτα.
• Αυτό δίνει χρόνο στα προστατευτικά συστήματα να αντιδράσουν (π.χ. να αποσυνδέσουν φορτία ή να ενεργοποιήσουν εφεδρείες).

Όμως με ανανεώσιμες πηγές (όπως ηλιακά – ανεμογεννήτριες):

• Δεν υπάρχει πραγματική περιστροφή → δεν προσφέρουν φυσική αδράνεια.
• Συνδέονται μέσω ηλεκτρονικών μετατροπέων, οι οποίοι δεν έχουν μάζα που να αντιστέκεται στη διακύμανση συχνότητας.
• Άρα: όταν “πέφτει” η παραγωγή, η συχνότητα καταρρέει αμέσως → δεν προλαβαίνει να αντιδράσει το σύστημα → blackout.

(ερωτ): Στα ηλεκτρικά δίκτυα έχουμε φαινόμενο αυτεπαγωγής σύμφωνα με τον κανόνα του Lenz? έχουμε ηλεκτρική αδράνεια?

Πολύ καλή ερώτηση — ναι, στα ηλεκτρικά δίκτυα εμφανίζεται:

1. Αυτεπαγωγή – και σχετίζεται άμεσα με τον
2. Κανόνα του Lenz,
3. Ενώ το φαινόμενο αυτό δημιουργεί κάτι αντίστοιχο με αυτό που μπορούμε να αποκαλέσουμε (με κάποια αναλογία) “ηλεκτρική αδράνεια”.

Ας τα εξηγήσουμε αναλυτικά:

1. Αυτεπαγωγή στα ηλεκτρικά δίκτυα:

• Η αυτεπαγωγή είναι το φαινόμενο κατά το οποίο η μεταβολή του ρεύματος σε ένα κύκλωμα προκαλεί μεταβολή μαγνητικού πεδίου, το οποίο με τη σειρά του δημιουργεί επαγόμενη τάση στο ίδιο το κύκλωμα.
• Αυτό συμβαίνει σε πηνία, γραμμές μεταφοράς, καλώδια μεγάλου μήκους.

2. Κανόνας του Lenz:

Η επαγόμενη τάση δημιουργεί ρεύμα που αντιστέκεται στη μεταβολή του αρχικού ρεύματος.

• Αυτό είναι ο “μηχανισμός αντίστασης” — όπως η μάζα αντιστέκεται στην αλλαγή ταχύτητας (μηχανική αδράνεια), το πηνίο αντιστέκεται στην αλλαγή του ρεύματος.

3. Ηλεκτρική αδράνεια — υπάρχει;

Σε μεγάλα ηλεκτρικά δίκτυα, αυτή η “αδράνεια”:

• επιβραδύνει τις μεταβολές (ευεργετικό για τη σταθερότητα),
• αλλά μπορεί να δημιουργήσει και προβλήματα, π.χ. υπερτάσεις κατά τη διακοπή φορτίου (transients).

Πρακτικά πού τη βλέπουμε:

• Σε διακοπές φορτίου: δημιουργούνται στιγμιαίες υπερτάσεις λόγω αυτεπαγωγής.
• Σε γραμμές υψηλής τάσης: έχουν σημαντική αυτεπαγωγή λόγω μήκους → επηρεάζουν το “δυναμικό” του συστήματος.
• Σε μετασχηματιστές: η αυτεπαγωγή είναι θεμελιώδης — καθορίζει την απόκρισή τους.

Συμπέρασμα:

Ναι, η αυτεπαγωγή υπάρχει στα ηλεκτρικά δίκτυα και λειτουργεί σαν μορφή “ηλεκτρικής αδράνειας”, βάσει του κανόνα του Lenz, εμποδίζοντας τις απότομες μεταβολές του ρεύματος — κάτι θεμελιώδες για την ανάλυση και την προστασία δικτύων.

(ερωτ): Είχαμε φαινόμενα εφαρμογής του κανόνα του Lenz στο blackout στην Ισπανία?

Ναι — είχαμε εφαρμογή του κανόνα του Lenz στο μπλακ άουτ της Ισπανίας, αλλά όχι με τον “τυπικό” εργαστηριακό τρόπο (όπως με πηνία και μαγνήτες), αλλά με πιο μακροσκοπικά ηλεκτρομαγνητικά φαινόμενα στο ίδιο το δίκτυο.

Ας το εξηγήσουμε πρακτικά:

Όταν έγινε ξαφνική απώλεια ηλιακής ισχύος (περίπου 13 GW σε 5 δευτερόλεπτα), το ρεύμα στο δίκτυο άλλαξε απότομα. Αυτό προκάλεσε επαγωγικές τάσεις λόγω αυτεπαγωγής σε:

• Μεγάλα πηνία/αντιστάθμισης (π.χ. σε σταθμούς μεταφοράς),
• Γραμμές μεταφοράς (οι οποίες έχουν αυτεπαγωγή λόγω μήκους),
• Μετασχηματιστές.

Τι έκανε ο κανόνας του Lenz:

Ο κανόνας του Lenz “προσπάθησε” να αντισταθεί στην απότομη πτώση ρεύματος, μέσω επαγόμενων τάσεων:

• Αυτές οι τάσεις δημιουργούν ρεύματα που προσπαθούν να διατηρήσουν τη μαγνητική ροή σταθερή, δηλαδή να “κρατήσουν” το ρεύμα.
• Αυτό δεν αποτρέπει την πτώση, αλλά καθυστερεί λίγο την κατάρρευση — σαν ηλεκτρική αδράνεια.

 Όμως:

• Επειδή το σύστημα είχε μικρή “ηλεκτρική αδράνεια” (λίγοι θερμικοί σταθμοί και πολλές ΑΠΕ),
• Και επειδή η πτώση ισχύος ήταν πολύ μεγάλη και απότομη,
  → τα επαγωγικά ρεύματα δεν επαρκούσαν για να διατηρήσουν τη σταθερότητα. Αποτέλεσμα: ραγδαία πτώση συχνότητας → blackout.

Συμπέρασμα:

Ναι, τα φαινόμενα που περιγράφονται από τον κανόνα του Lenz (δηλ. αυτεπαγωγή και αντίσταση στην απότομη αλλαγή ρεύματος) εμφανίστηκαν και λειτούργησαν σε κάποια σημεία του δικτύου κατά την κατάρρευση. Όμως δεν ήταν αρκετά ισχυρά (λόγω χαμηλής αδράνειας στο δίκτυο), και έτσι δεν αποφεύχθηκε η γενικευμένη αποσταθεροποίηση.

(ερωτ): Μπορούμε άφοβα να χρησιμοποιούμε ανεμογεννήτριες και φωτοβολταϊκά?

Η χρήση ανεμογεννητριών και φωτοβολταϊκών συστημάτων για παραγωγή ενέργειας είναι γενικά ασφαλής και βιώσιμη και θεωρείται απαραίτητη για τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου και την προώθηση της βιώσιμης ανάπτυξης. Ωστόσο, υπάρχουν κάποιες προκλήσεις που πρέπει να ληφθούν υπόψη, ειδικά όσον αφορά τη σταθερότητα του δικτύου και τη συμβατότητά τους με τα παραδοσιακά ενεργειακά συστήματα. Ας δούμε κάποια σημεία:

Πλεονεκτήματα:

1. Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας:
   Οι ανεμογεννήτριες και τα φωτοβολταϊκά συστήματα παράγουν ενέργεια χωρίς να προκαλούν εκπομπές CO₂ ή άλλους ρύπους, κάνοντάς τα φιλικά προς το περιβάλλον.
2. Ανεξαρτησία από ορυκτά καύσιμα:
   Με τη χρήση αυτών των ανανεώσιμων πηγών, μειώνεται η εξάρτηση από τα ορυκτά καύσιμα και ενισχύεται η ενεργειακή ασφάλεια των χωρών.
3. Τεχνολογική πρόοδος:
   Οι τεχνολογίες των ΑΠΕ (Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας) έχουν εξελιχθεί αρκετά ώστε να είναι πλέον πιο αποδοτικές και πιο εύκολες στη συντήρηση.

Προκλήσεις:

1. Ασταθής παραγωγή:
   Τα ΑΠΕ όπως οι ανεμογεννήτριες και τα φωτοβολταϊκά παράγουν ενέργεια μόνο όταν υπάρχουν κατάλληλες συνθήκες — π.χ., αέρας για τις ανεμογεννήτριες και ήλιος για τα φωτοβολταϊκά. Αν δεν υπάρχουν αυτές οι συνθήκες, η παραγωγή ενέργειας μειώνεται ή σταματάει. Αυτό σημαίνει ότι το δίκτυο πρέπει να είναι σε θέση να αντισταθμίσει τις διακυμάνσεις (π.χ., με συσσωρευτές ή ευέλικτες μονάδες παραγωγής).
2. Ασυμφωνία με το δίκτυο:
   Στα παραδοσιακά ηλεκτρικά δίκτυα, η ενέργεια παράγεται συνεχώς και σταθερά (όπως σε σταθμούς άνθρακα ή φυσικού αερίου). Τα ΑΠΕ όμως είναι διαλείπουσες. Αυτό μπορεί να προκαλέσει προβλήματα σταθερότητας του δικτύου, ειδικά όταν υπάρχει μεγάλη διείσδυση των ΑΠΕ χωρίς κατάλληλες υποδομές αποθήκευσης ή ευέλικτα συστήματα εφεδρείας.
3. Ηλεκτρική αδράνεια:
   Συστήματα όπως οι ανεμογεννήτριες και τα φωτοβολταϊκά έχουν μικρή ή καθόλου αδράνεια, δηλαδή δεν παρέχουν αντίσταση στις απότομες αλλαγές του ρεύματος στο δίκτυο (όπως συμβαίνει με τους θερμικούς σταθμούς). Αυτό μπορεί να προκαλέσει μεταβολές συχνότητας στο δίκτυο σε περιόδους αυξημένων ή μειωμένων αιχμών ζήτησης.

Λύσεις:

1. Αποθήκευση ενέργειας:
   Η τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας (όπως οι μπαταρίες ή συστήματα αποθήκευσης με αντλησιοταμιευτικά συστήματα) μπορεί να βοηθήσει στην εξισορρόπηση των διακυμάνσεων στην παραγωγή ενέργειας.
2. Έξυπνα δίκτυα (Smart Grids):
   Η ευφυής διαχείριση δικτύου (smart grids) βοηθά στην αποδοτικότερη διανομή ενέργειας και στη βελτιστοποίηση της χρήσης ανανεώσιμων πηγών.
3. Ενσωμάτωση συστημάτων υποστήριξης:
   Η σύνδεση με σταθμούς φυσικού αερίου ή υδροηλεκτρικούς σταθμούς μπορεί να βοηθήσει στην παροχή σταθερής ενέργειας όταν η παραγωγή από ΑΠΕ είναι χαμηλή.

(ερωτ): Ποιο ποσοστό ηλεκτρικής ενέργειας χρειάζεται να καλύπτουν θα θερμικά εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας?

Το ποσοστό της ηλεκτρικής ενέργειας που καλύπτουν τα θερμικά εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας εξαρτάται από αρκετούς παράγοντες, όπως η χώρα, το ενεργειακό μείγμα της, η πολιτική της για ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, καθώς και η ζήτηση και οι ανάγκες του δικτύου. Ωστόσο, μπορούμε να δώσουμε μια γενική εικόνα για την τρέχουσα κατάσταση στην Ευρώπη και άλλες περιοχές.

Ποσοστό που καλύπτουν τα θερμικά εργοστάσια στην Ευρωπαϊκή Ένωση (ΕΕ):

Το ποσοστό που καλύπτουν τα θερμικά εργοστάσια, κυρίως φυσικό αέριο και σε μικρότερο βαθμό άνθρακας, κυμαίνεται γύρω από το 50-60% της συνολικής παραγωγής ενέργειας. Στις χώρες που είναι πιο εξαρτημένες από ορυκτά καύσιμα, όπως η Πολωνία ή άλλες περιοχές με χαμηλή διείσδυση ΑΠΕ, το ποσοστό αυτό μπορεί να είναι υψηλότερο (φτάνοντας μέχρι και το 70-80%).

Εξέλιξη του ποσοστού:

Τα θερμικά εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας μειώνονται σταδιακά στην ΕΕ λόγω της προώθησης των ΑΠΕ και των πολιτικών για την κλιματική αλλαγή. Στην Ισπανία, για παράδειγμα, το 2020, το φυσικό αέριο κάλυψε περίπου το 20-25% της παραγωγής, ενώ οι ανανεώσιμες (ηλιακή και αιολική) κάλυψαν πάνω από το 40%.

Συμπέρασμα:

Τα θερμικά εργοστάσια καλύπτουν ακόμα ένα σημαντικό ποσοστό της ηλεκτρικής ενέργειας, με ποσοστά που κυμαίνονται μεταξύ 50-60% στην Ευρώπη, αλλά αυτή η εξάρτηση μειώνεται σταδιακά καθώς αυξάνεται η χρήση ΑΠΕ και μειώνονται οι εκπομπές CO₂. Μελλοντικά, αναμένεται να παρατηρηθεί ακόμα μεγαλύτερη μείωση της θερμικής παραγωγής ενέργειας και περισσότερη στροφή προς τις ανανεώσιμες πηγές.

Αν έχεις άλλες ερωτήσεις ή θες πιο αναλυτικά δεδομένα για συγκεκριμένες χώρες ή περιοχές, μπορείς να μου πεις!

Τελικά όσο έχετε ρεύμα, μπορείτε να θέτετε και ερωτήματα. Ειδάλλως …