نبضة غامضة كل 60 ثانية في شبكة الكهرباء الأوروبية مصدرها أجهزة UPS

كشف باحثون في ألمانيا لغز الانخفاض الدوري في تردد شبكة الكهرباء الأوروبية الذي يتكرر كل 60 ثانية. ووفق الدراسة المنشورة في مجلة Nature Energy، يعود السبب في جانب منه إلى أجهزة الطاقة غير المنقطعة (UPS) وأنظمة تخزين الطاقة التي تُجري اختبارات آلية في توقيت متقارب جدًا.

إيقاع دقيق حيّر المشغّلين

سجّلت شركة TenneT، مشغّلة شبكة النقل في ألمانيا، منذ سنوات انخفاضات منتظمة في التردد كل دقيقة، بغض النظر عن ساعات اليوم أو الطقس. تعمل الشبكة الأوروبية عند تردد اسمي قدره 50 هرتز؛ فإذا زاد الإنتاج على الاستهلاك ارتفع التردد، وإذا زاد الطلب انخفض. كانت الانحرافات طفيفة ولم تهدد إمدادات الكهرباء. وقدّر الباحثون أن سعة التذبذب البالغة نحو 3 ملّي هرتز تعادل تغيرًا منسقًا في الطلب بنحو 80 ميغاواط.

حلّل فريق بقيادة ديرك فيتهاوت من مركز الأبحاث Forschungszentrum Jülich، بالتعاون مع جامعة كولن ومعهد كارلسروه للتكنولوجيا، قياسات من أكثر من 80 نقطة داخل الحرم البحثي. ظهرت الإشارة بوضوح في المباني المزوّدة بأجهزة UPS كبيرة. وتبيّن أن أنظمة إدارة البطاريات تجري فحوصاتها في بداية كل دقيقة تمامًا، فيرتفع السحب مؤقتًا. أثر الجهاز الواحد ضئيل، لكن آلاف الأجهزة العاملة معًا تتراكم نبضاتها لتظهر حتى على مستوى شبكة الجهد العالي.

ظاهرة عالمية ودور مراكز البيانات

رُصد النمط نفسه في خمس قارات، منها أوروبا وأمريكا الشمالية وأستراليا وكوريا الجنوبية وجنوب أفريقيا. وفي أيرلندا ارتفعت سعة الانخفاضات الدقيقة بين 2016 و2021 من نحو 3 إلى 12 ملّي هرتز، تزامنًا مع التوسع السريع لمراكز البيانات التي مثّلت نحو 18% من استهلاك الكهرباء في البلاد عام 2022. ويرجّح الباحثون أن مضخات الحرارة والمكيفات والأجهزة المنزلية الذكية قد تسهم بدورها، لكن ذلك لم يثبت بعد.

لا خطر من انقطاعات مفاجئة، غير أن تكرار تغيّر الحمل قد يزيد البلى الميكانيكي في توربينات محطات الكهرباء المائية.

الحل في تحديث البرمجيات

يرى الباحثون أنه لا حاجة لاستبدال آلاف الأجهزة أو إعادة بناء الشبكة، بل يكفي توزيع الاختبارات زمنيًا بشكل عشوائي أو بإزاحات زمنية صغيرة. وقد أُبلغت إحدى الشركات المصنّعة بالنتائج، وأعدّت تحديثًا برمجيًا أزال الدورية الصارمة للنبضات في إحدى المنشآت المدروسة، من دون أن يلغي آلية القفزات في السحب بالكامل.