Vórtices polares. Furacões. Incêndios florestais.

Com as mudanças climáticas tornando os eventos climáticos extremos mais frequentes e intensos, está ficando mais difícil manter as luzes acesas e os sistemas HVAC funcionando.

Como pesquisador de sistemas de energia, Acredito que as empresas de serviços públicos precisam melhorar sua capacidade de suportar desastres e as interrupções que eles causam. Investir mais pesadamente é a chave, especialmente em atualizações de infraestrutura, energia renovável e microrredes - fontes de energia pequenas e autossuficientes que ajudam os consumidores a ficarem fora da rede por opção ou simplesmente permanecerem conectados durante interrupções.

Muitos tipos de dano

Diferentes tipos de clima podem obstruir o acesso à eletricidade.

Em ondas de frio extremas, como aquele que congelou uma grande área dos EUA no início de 2019, equipamentos cruciais, como disjuntores, comuta, sensores de grade e outros equipamentos de suporte eletromecânico podem operar mais lento ou mais rápido do que o normal, às vezes levando ao desligamento de plantas - potencialmente causando quedas de energia.

Cerca de 300, 000 clientes perderam energia em Michigan e Nova Jersey devido às tempestades de inverno em 2018.

Em 2019, 1, 500 clientes perderam temporariamente a energia quando as linhas de energia quebraram no condado de Kenosha, Wisconsin, e milhares mais tiveram que estremecer durante a noite mais fria em décadas na região das cidades gêmeas de Minnesota e partes de Illinois.

Durante furacões, ventos de alta velocidade podem derrubar linhas de transmissão e distribuição aérea, como aconteceu em 2018 com o furacão Michael na Flórida e o furacão Maria em Porto Rico em 2017.

Infelizmente, não há soluções fáceis.

Enquanto enterrar linhas de energia no subsolo os protege de rajadas, em seguida, torna-os vulneráveis ​​a inundações e terremotos. Em áreas que experimentam regularmente altas temperaturas, o uso de eletricidade pode aumentar devido à grande demanda por ar-condicionado durante as ondas de calor. E quando a demanda excede a oferta, pode causar interrupções.

Nos primeiros nove meses de 2018, 11 eventos climáticos desastrosos atingiram os EUA, causando mais de US $ 1 bilhão em danos. O custo geral de um total de 238 desastres climáticos e climáticos nos Estados Unidos desde 1980, que ultrapassaram US $ 1 bilhão em dólares ajustados pela inflação, chega a US $ 1,5 trilhão.

Ganhando resiliência

Para empresas de energia, confiabilidade é manter as luzes acesas e fornecer energia de maneira consistente para dar suporte ao dia-a-dia. Empresas de energia, agências governamentais e pesquisadores também devem fortalecer a resiliência preparando-se para, absorvente, adaptação e recuperação rápida de condições climáticas extremas e outras emergências.

Para este fim, o Departamento de Energia está gastando até US $ 50 milhões em três anos para apoiar a modernização e resiliência da rede. Isso inclui o desenvolvimento e o aprimoramento de microrredes com alta penetração de recursos de energia limpa e distribuída e tecnologias de rede emergentes. Os exemplos incluem medidores inteligentes que podem transmitir alertas de interrupção em tempo real e interruptores inteligentes, dispositivos que podem detectar problemas na rede e restaurar a energia automaticamente.

As concessionárias agora podem prever interrupções e seus impactos nas redes elétricas antes mesmo de uma tempestade. Eles podem usar tecnologias de inteligência artificial, previsões do tempo e dados históricos de danos para estimar o tamanho e a localização de possíveis interrupções.

Isso ajuda as concessionárias a alocar equipes de reparos e equipamentos durante emergências. Também ajuda as concessionárias a pré-posicionar os geradores onde são mais prováveis ​​de serem necessários.

Respondendo melhor

Depois que os furacões e outros ataques climáticos extremos acabarem, tripulações são enviadas para reparar danos e restaurar a energia o mais rápido possível. A maioria das concessionárias ainda conta com a experiência dos operadores na programação de trabalhos da equipe. Mas alguns agora usam sistemas avançados de gerenciamento de interrupções para automatizar e agilizar esse processo.

As concessionárias historicamente contam com o contato dos clientes com elas para relatar danos e interrupções. Sem tecnologia moderna, pode haver atrasos antes que uma empresa de energia descubra problemas que deve consertar quando ninguém reclamar - como é inevitável durante as evacuações.

A proliferação de medidores inteligentes digitais - dispositivos elétricos que registram o consumo de energia elétrica e podem se comunicar digitalmente com os prestadores de serviços - pode ajudar as concessionárias a identificar interrupções em tempo real. Ao contrário dos medidores convencionais que registram apenas o consumo mensal de energia, medidores inteligentes relatam o consumo de energia e a voltagem a cada 15 minutos.

Por exemplo, quando o furacão Harvey inundou o Texas em 2017, demorou algumas semanas para restaurar a eletricidade de todos os clientes. Contudo, a Nueces Electric Cooperative, uma concessionária de energia elétrica sem fins lucrativos, de propriedade do cliente, conseguiu restaurar a energia para 95 por cento de seus clientes em 24 horas, embora quase metade deles tivesse sofrido interrupções.

A cooperativa conseguiu responder com rapidez e eficiência porque tinha um plano de emergência abrangente e descobriu como mobilizar as equipes de maneira eficiente. A pequena concessionária acessou dados de medidores inteligentes de seus clientes para estimar a extensão e os locais das interrupções. Ao identificá-los com precisão, os operadores podiam despachar equipes com eficiência e restaurar o serviço rapidamente.

A inteligência artificial também pode ajudar examinando as mídias sociais para identificar interrupções. E as concessionárias estão cada vez mais usando drones para inspecionar a rede e identificar danos que devem ser reparados após tempestades.

Indo solar

Uma medida que qualquer pessoa toma para evitar a perda de energia após grandes tempestades é instalar painéis solares em seus telhados e conectá-los a grandes sistemas de armazenamento de bateria. Esses sistemas de backup estão ganhando popularidade porque geralmente funcionam melhor do que depender de geradores movidos a diesel que são mais comumente usados ​​como sistemas de backup nos EUA.

Por exemplo, após a supertempestade Sandy em 2012, uma área notável na parte baixa de Manhattan não ficou às escuras:o campus da New York University. Esses edifícios funcionavam em uma microrrede movida por duas turbinas a gás e uma turbina a vapor.

Da mesma forma, microrredes ajudaram a manter as luzes acesas em casas e empresas em Houston, os freezers frios nos supermercados e a energia zumbindo no Texas Medical Center após o furacão Harvey, enquanto a maioria das áreas próximas não tinha eletricidade.

A maioria das microrredes funciona com energia solar ou gás natural, apoiado por baterias. Além de gerar energia localmente, eles são úteis porque podem ser desconectados da rede principal durante interrupções, através do que a indústria de energia e os pesquisadores chamam de "ilhamento".

O que mais, esses recursos de geração podem ser conectados em rede para que possam trocar energia para atender às demandas gerais de eletricidade. Isso significa que a energia excedente em uma microrrede pode suportar outras microrredes que não têm o suficiente.

Na minha opinião, implantando microgrids em todos os lugares, inclusive em hospitais, estações de polícia, construções do governo, escolas e residências farão com que tudo funcione de maneira mais tranquila e segura durante interrupções. Combinado com a proliferação de outras tecnologias, como medidores inteligentes, e energia renovável, eles estão tornando a grade mais resiliente.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.