გლობალური ელექტროქსელების საიდუმლო: რატომ ირყევა სიხშირე ყოველ წუთს
ბოლო წლების განმავლობაში, ელექტროენერგიის გამანაწილებელი სისტემების მენეჯერები მთელ მსოფლიოში უცნაური მოვლენის წინაშე აღმოჩნდნენ. სხვადასხვა ქვეყნისა და კონტინენტის ელექტროქსელებში სიხშირის მცირედი ვარდნა ზუსტად 60-წამიანი ინტერვალით ფიქსირდებოდა. ეს ფენომენი, რომელიც ევროპიდან ავსტრალიამდე და ამერიკიდან მალაიზიამდე შეინიშნებოდა, სერიოზულ კვლევას საჭიროებდა, რადგან მსგავსმა რყევებმა შესაძლოა გავლენა მოახდინოს აღჭურვილობის გამართულ მუშაობაზე და, უკიდურეს შემთხვევაში, ელექტროენერგიის მასშტაბურ შეწყვეტამდეც მიგვიყვანოს.
საიდუმლოს კვალდაკვალ
გერმანიის იულიხის კვლევითი ცენტრის მეცნიერმა დირკ ვიტჰაუტმა და მისმა გუნდმა მრავალწლიანი მუშაობის შემდეგ დაადგინეს, რომ ამ ანომალიის მიზეზი არა ჰიდროელექტროსადგურების ტურბინები, როგორც თავდაპირველად ვარაუდობდნენ, არამედ თანამედროვე ტექნოლოგიური ინფრასტრუქტურაა. კვლევის ფარგლებში, მეცნიერებმა იულიხის კამპუსში 80-ზე მეტი ჭკვიანი მრიცხველი დაამონტაჟეს, რათა დაეფიქსირებინათ ქსელის პარამეტრები. შედეგები ერთმნიშვნელოვანი აღმოჩნდა: პრობლემა უკავშირდება უწყვეტი კვების წყაროებს (UPS) და მსხვილი მასშტაბის სტაციონარულ ბატარეებს.
აღმოჩნდა, რომ უამრავი ასეთი მოწყობილობა, მათ შორის მონაცემთა ცენტრებში განთავსებული სისტემები, ავტომატურად, ზუსტად ყოველ წუთში ამოწმებს დამუხტვის დონეს. ვინაიდან ეს მოწყობილობები ინტერნეტთან არის დაკავშირებული, მათი შიდა საათები თითქმის იდეალურად არის სინქრონიზებული. როდესაც ათასობით ასეთი სისტემა ერთდროულად „აკითხავს“ ქსელს, ეს იწვევს სიხშირის იმ მცირე, მაგრამ სისტემურ ვარდნას, რომელიც გლობალურად შეინიშნება.
მონაცემთა ცენტრების როლი
ირლანდიის მაგალითმა ნათლად აჩვენა, თუ როგორ იზრდება ეს პრობლემა ტექნოლოგიური დატვირთვის მატებასთან ერთად. 2016-დან 2021 წლამდე, ქვეყნის ელექტროქსელში სიხშირის ვარდნის მაჩვენებელი 3-დან 12 მილიჰერცამდე გაიზარდა, რაც პირდაპირ კორელაციაშია მონაცემთა ცენტრების რაოდენობის ზრდასთან. ზოგიერთ შემთხვევაში, ეს მაჩვენებელი უკვე 20 მილიჰერცსაც აღემატება.
მიუხედავად იმისა, რომ ქსელები გათვლილია უფრო ფართო მერყეობაზე, სხვადასხვა დატვირთვის ფონზე, ეს „ხელოვნური“ რყევები ქსელს ზედმეტ სტრესს აყენებს. ვიტჰაუტის გუნდი მიიჩნევს, რომ პრობლემის მოგვარება მარტივია: მწარმოებლებმა UPS-ის სისტემებში დამუხტვის შემოწმების პროცესი უნდა დაარეგულირონ არა მკაცრად წუთობრივად, არამედ რანდომიზებული (შემთხვევითი) ინტერვალებით.
რისკები და მომავალი
საფრთხეს მხოლოდ UPS-ები არ წარმოადგენს. მკვლევარებმა მსგავსი პერიოდული რყევები დააფიქსირეს სხვადასხვა IoT (ნივთების ინტერნეტი) მოწყობილობაშიც — ჭკვიანი ღუმელებიდან დაწყებული, მცირე ზომის კომპიუტერული კლასტერებით დამთავრებული. პრობლემის გამოსასწორებლად საჭიროა პროგრამული განახლებები, თუმცა რეალობა ისაა, რომ ასეთი მოწყობილობების უმეტესობას მომხმარებლები იშვიათად ან საერთოდ არ ანახლებენ.
მიუხედავად იმისა, რომ საიდუმლო ამოხსნილია, ტექნიკური თვალსაზრისით, გლობალური ინფრასტრუქტურის სინქრონიზაცია კვლავ გამოწვევად რჩება. სავარაუდოა, რომ უახლოეს მომავალში მარეგულირებელმა ორგანოებმა უნდა მიიღონ სტანდარტები, რომლებიც მწარმოებლებს დაავალდებულებს, თავი აარიდონ ქსელზე მსგავსი „რიტმული“ დატვირთვის შექმნას. წინააღმდეგ შემთხვევაში, ელექტროქსელების ეს უცნაური „პულსაცია“ კიდევ მრავალი წლის განმავლობაში გაგრძელდება.