Väčšina ľudí má predstavu o tom, čo je „mriežka“, ale často len vo veľmi všeobecnom zmysle. Aj keď môže byť ľahké identifikovať komponenty siete, ako sú elektrické vedenia a elektrické zariadenia, pochopenie vnútorného fungovania elektrickej siete sa môže zdať záhadné, keď sa snažíme predstaviť si národnú sieť generátorov energie, elektroinštalácie, domov a budov.

Zjednodušene povedané, poďme preskúmať, čo to vlastne sieť je, ako funguje elektrická sieť, prečo sa sieť používa, ako moderná elektrická sieť funguje pri vytváraní a distribúcii energie v Severnej Amerike a ako sa integruje domáca solárna energia do mriežky.

Čo je mriežka?

Sieť je masívna, vzájomne prepojená sieť elektrických prenosových zariadení, ktorá vytvára a dodáva novú elektrinu koncovým spotrebiteľom. Národná sieť, známa aj ako „elektrická sieť“, „elektrická sieť“, „elektrická sieť“ alebo „elektrická sieť“, dodáva elektrinu používateľom v domácnostiach, komerčných budovách, a veľké priemyselné prevádzky.

Kde je mriežka?

Rozhliadnite sa okolo… mriežka je všade!

Tu v Spojených štátoch amerických sa severoamerická sieť na prenos energie rozprestiera po celej krajine, od lodných dokov na Aljaške až po posledný bar na Floride Keys, medzi ktorými sú milióny prepojovacích bodov.

Ako súčet mnohých rôznych jednotlivých častí sa národná sieť skladá z niekoľkých regionálnych sietí, ktoré boli vzájomne prepojené, aby vytvorili sieť medzi obývanými oblasťami Spojených štátov, Kanady a častí Mexika.

Prečo potrebujeme elektrickú sieť?

Ak ste niekedy niečo pripojili do elektrickej zásuvky doma, potom presne viete, prečo potrebujeme elektrickú sieť. Od mobilných telefónov po kuchynské spotrebiče a dokonca aj HVAC zariadenia, elektrina je nevyhnutnosťou moderného života. Dnes využívame energetickú sieť na napájanie takmer každého aspektu našej spoločnosti vrátane dopravy, výroby, zábavy a ďalších.

Preto potrebujeme elektrickú sieť, aby bol prístup k elektrickej energii bezpečný a dostupný pre každého. Aj keď je možné žiť zo siete a vyrábať si vlastnú elektrinu, národná sieť plynule spája elektrárne vyrábajúce energiu s ľuďmi a organizáciami, ktoré ju potrebujú na elektrifikáciu svojich životov. Za viac ako storočie výroby sa severoamerická elektrická sieť rozrástla a rozšírila sa na milióny používateľov zo svojho vzniku v New Yorku.

Ako funguje Power Grid

Napriek všetkej zložitosti je možné základné operácie energetickej siete rozdeliť do troch jednoduchých krokov: výroba, prenos a distribúcia. Zatiaľ čo tvar modernej elektrickej siete sa mení pomocou nových zdrojov energie, primárna funkcia prepojenej siete, ktorou je zdieľanie zdrojov medzi pripojenými užívateľmi elektriny, zostane vždy rovnaká.

Výroba elektriny do siete

Aby sa elektrina dostala do siete, musí ju najskôr vyrobiť zdroj paliva. V roku 2020 sa využiteľná energia vytvára v mnohých rôznych formách v rôznych kapacitách po celom svete.

Podľa krátkodobého energetického výhľadu US Energy Information Administration pozostávala ročná výroba elektriny v Spojených štátoch v roku 2021 z približne 38 % zemného plynu, 22 % uhlia, 14 % obnoviteľných zdrojov energie (vietor, slnko a biomasa), 19 % jadrovej a 6 % vodnej energie.

Graf zobrazujúci výrobu elektrickej energie v USA podľa zdroja pre všetky sektory od roku 2012 do roku 2023, porovnávajúci percentuálny podiel zemného plynu, uhlia, jadra, obnoviteľných zdrojov, ako je solárna a veterná energia, vodná energia a ďalšie zdroje.

Elektrárne:

Okrem zariadení spaľujúcich uhlie a zemný plyn, ktoré sa bežne spájajú s pojmom „elektráreň“, sa denne vyrába obrovské množstvo elektriny aj vo vodných elektrárňach, na multimegawattových solárnych farmách a na kopcoch posiatych vetrom. turbíny.

Distribuovaná generácia:

Dnes je pre majiteľov domov a podniky jednoduchšie ako kedykoľvek predtým vyrábať si vlastnú elektrinu, ktorú je možné bezpečne napájať aj do siete prostredníctvom solárnych panelov a sieťového prepojenia. Vo svojom energetickom výhľade EIA predpovedá, že rezidenčná strešná solárna energia bude v nasledujúcich dvoch rokoch predstavovať takmer dve tretiny rastúcej distribuovanej kapacity výroby elektrickej energie.

Prenos elektriny cez sieť

Po výrobe elektrickej energie zo siete sa musí dodávať všade tam, kde je to potrebné. Tu sa nové dávky hromadnej energie prenášajú do menších rozvodní prostredníctvom transformátorov, ktoré upravujú elektrinu tak, aby mohla cestovať na veľké vzdialenosti a pri vysokom napätí. Tieto prenosové vedenia sú chrbticou severoamerickej elektrickej siete.

Prenosové vedenia sú veľmi hrubé a typicky podopierané veľkými kovovými vežami. Dôležité je, že sú obojsmerné, čo umožňuje prenos energie tam a späť. Aj keď sú ľahko rozpoznateľné pri inštalácii nad hlavou, mnohé elektrické prenosové vedenia sú tiež bezpečne uložené pod zemou.

Distribúcia elektriny zo siete

Nakoniec, po dosiahnutí miestnej rozvodne a prechode cez rozvodnú vežu sa energia siete distribuuje ku koncovým užívateľom prostredníctvom menších elektrických vedení. Pri nižších napätiach a tenších veľkostiach v porovnaní s prenosovými vedeniami sú rozvodné vedenia s väčšou pravdepodobnosťou podporované drevenými stĺpmi a môžu presúvať elektrinu iba jedným smerom, preč z centrálneho miesta.

V záverečnej fáze energetického dodávateľského reťazca je elektrina distribuovaná do domácnosti alebo firmy zaznamenaná elektromerom nehnuteľnosti. V tomto bode miestna energetická spoločnosť predáva elektrinu konečnému spotrebiteľovi za bytovú alebo obchodnú sadzbu.