Більшість людей мають уявлення про те, що таке «сітка», але часто лише в дуже загальному сенсі. Хоча легко ідентифікувати такі компоненти мережі, як лінії електропередач та електрообладнання, розуміння внутрішньої роботи електричної мережі може здатися загадковим, якщо спробувати уявити національну мережу генераторів енергії, електропроводки, будинків і будівель.

Простими словами, давайте дослідимо, що таке мережа насправді, як працює електрична мережа, навіщо вона використовується, як сучасна електрична мережа функціонує для створення та розподілу електроенергії по Північній Америці та як інтегрується домашня сонячна енергія в сітку.

Що таке сітка?

Мережа — це масивна взаємопов’язана мережа обладнання для передачі електроенергії, яка створює та постачає нову електроенергію кінцевим споживачам. Також відома як «електрична мережа», «електрична мережа», «електрична мережа» або «електромережа», національна мережа постачає електроенергію користувачам у будинках, комерційних будівлях, і великі промислові підприємства.

Де сітка?

Озирніться навколо... сітка всюди!

Тут, у Сполучених Штатах, північноамериканська електромережа простягається через всю країну, від морських доків на Алясці до останнього бару на Флорида-Кіс, з мільйонами точок з’єднання між ними.

Як сума багатьох різних окремих частин, національна мережа складається з кількох регіональних мереж, які були з’єднані між собою, щоб утворити мережу між населеними районами Сполучених Штатів, Канади та частини Мексики.

Навіщо нам електрична мережа?

Якщо ви коли-небудь підключали щось до електричної розетки вдома, то ви точно знаєте, навіщо нам потрібна електрична мережа. Від мобільних телефонів до кухонної техніки та навіть пристроїв HVAC, електрика є необхідністю сучасного життя. Сьогодні ми використовуємо енергетичну мережу для живлення майже всіх аспектів нашого суспільства, включаючи транспорт, виробництво, розваги тощо.

Ось чому нам потрібна електрична мережа â, щоб доступ до електроенергії був безпечним і доступним для всіх. Хоча можна жити за рахунок мережі та виробляти власну електроенергію, національна мережа безперебійно з’єднує електростанції, що виробляють енергію, з людьми та організаціями, які потребують її для електрифікації свого життя. Північноамериканська електромережа розширилася та охопила мільйони користувачів, починаючи з Нью-Йорка.

Як працює електромережа

Незважаючи на всю складність, основні операції енергетичної мережі можна розбити на три прості етапи: виробництво, передача та розподіл. У той час як форма сучасної електромережі трансформується завдяки новим джерелам енергії, основна функція взаємопов’язаної мережі для розподілу ресурсів між підключеними користувачами електроенергії завжди залишатиметься незмінною.

Виробництво електроенергії в мережу

Щоб електроенергія потрапила в мережу, її спочатку має виробити джерело палива. У 2020-х роках придатна для використання електроенергія створюється в багатьох різних формах на різних потужностях по всьому світу.

Відповідно до короткострокового енергетичного прогнозу Управління енергетичної інформації США, річне виробництво електроенергії в Сполучених Штатах у 2021 році складалося з приблизно 38% природного газу, 22% вугілля, 14% відновлюваних джерел енергії (вітру, сонця та біомаси), 19 % атомної та 6 % гідроенергетики.

Діаграма, що показує виробництво електроенергії в США за джерелами для всіх секторів з 2012 по 2023 рік, порівнюючи відсоткову частку природного газу, вугілля, ядерної енергії, відновлюваних джерел, як-от сонячна енергія, вітер, гідроенергія та інші джерела.

Електростанції:

Крім установок, що працюють на вугіллі та природному газі, які зазвичай пов’язують із терміном «електростанція», величезна кількість електроенергії також щодня виробляється за допомогою гідроелектростанцій, сонячних електростанцій потужністю кілька мегават і на пагорбах, усіяних вітром. турбіни.

Розподілена генерація:

Сьогодні власникам будинків і підприємствам легше, ніж будь-коли, виробляти власну електроенергію, яку також можна безпечно подавати в мережу через сонячні панелі та підключення до комунальних мереж. У своєму енергетичному прогнозі EIA прогнозує, що житлові сонячні панелі на дахах становитимуть майже дві третини зростаючої розподіленої потужності з виробництва електроенергії протягом наступних двох років.

Передача електроенергії через мережу

Після вироблення електроенергії в мережу її потрібно доставити туди, куди вона потрібна. Тут нові партії масової енергії передаються на менші підстанції через трансформатори, які модифікують електроенергію, щоб вона могла передаватись на великі відстані та під високою напругою. Ці лінії електропередачі є основою електричної мережі Північної Америки.

Лінії електропередачі дуже товсті і зазвичай підтримуються великими металевими опорами. Важливо те, що вони є двонаправленими, що дозволяє транспортувати енергію вперед і назад. Незважаючи на те, що їх легко помітити, якщо вони встановлені над головою, багато ліній електропередач також надійно закопані під землею.

Розподіл електроенергії від мережі

Нарешті, досягнувши місцевої підстанції та пройшовши через комутаційну опору, енергія мережі розподіляється кінцевим споживачам через менші лінії електропередач. При нижчій напрузі та з меншими розмірами порівняно з лініями електропередач розподільні лінії, швидше за все, будуть підтримуватися дерев’яними стовпами і можуть переміщати електроенергію лише в одному напрямку, подалі від центрального розташування.

На останньому етапі ланцюга постачання електроенергії електричний лічильник об’єкта записує електроенергію, що подається в будинок або на підприємство. На цьому етапі місцева енергетична компанія продає електроенергію кінцевому споживачу за побутовим або комерційним тарифом.