20ELEKTRO 1/2012ze zahraničního tiskuHrozí Zemi v roce 2013 blackouty? Jedním z důvodů vzni-ku blackoutu jsou nedosta-tečné investiční pobídky do spolehlivé infrastruktury v oblasti zásobování elek-trickou energií. Nové chyt-ré sítě, včetně kapacit pro skladování elektřiny (např. přečerpávací akumulační vodní elektrárny), se budou muset v budoucnu vypořá-dat s nárůstem labilních ob-novitelných zdrojů energie, které bývají často umístě-ny daleko od místa spotřeby elektrické ener-gie. Situaci zhoršuje také vzájemná propoje-nost a závislost sektoru zásobování elektrickou energií, průmyslu a komerčních společností, jakož i veřejného a soukromého sektoru na informačních a komunikačních technologiích, navigačních systémech a dalších elektronic-kých zařízeních. Pro blackouty je typické, že nejsou způso-bovány pouze jednou událostí, ale celým ře-tězcem současně se vyskytujících faktorů. Ri-zikovými faktory, které vytvářejí základní pod-mínky pro vznik blackoutu, jsou především:– velké zatěžování sítě nebo častá potřeba velkého soudobého výkonu, – velké zatěžování elektráren, – defekty materiálů v energetické síti vlivem stárnutí infrastruktury. Velká pravděpodobnost, že dojde k blac-koutu, nastane, vyskytnou-li se uvedené fak-tory v kombinaci s těmito událostmi:– odstávka elektrárny z důvodu revize nebo pro závadu v zásobování např. chladicí vody během vlny veder,– nepředvídatelné současné přerušení výro-by několika elektráren,– lidská chyba při údržbě nebo spínacích po-chodech,– současné přerušení přenosové sítě, např. v důsledku zkratu způsobeného padajícím stromem, výkopovými pracemi, nárazem ha-varujícího auta do stožáru přenosového ve-dení, dočasná odstávka z důvodu nebezpečí elektrického přetížení aj.,– náhlá současná potřeba velkého výkonu, např. současný provoz klimatizací v hor-kém létě,– kolaps přenosového vedení nebo selhání elektrického zařízení v důsledku přírod-ních živlů (vítr, zemětřesení, sníh nebo námrazek, záplavy, blesk, extrémní teplo-ty apod.),– nedostatečná komunikace mezi provozova-teli přenosové a distribuční soustavy a vý-robci elektrické energie,– teroristické nebo vojenské napadení sítě, jako jsou např. kybernetický útok, nad-zemský elektromagnetic-ký impulz způsobený vý-buchem jaderné bomby ve výšce nad 100 km nad povrchem Země (HEMP – High Altitude Electromagnetic Pulse) nebo úmyslné elektromagnetické rušení (IEMI – Intentional Electro Magnetic Interference) speciálními elektro-magnetickými zbraněmi, jejichž účinek je podobný sluneční bouři,– kosmické vlivy.Pojem kosmické vlivy zahrnuje nejrůznější astro-fyzické jevy, kterým je vystavena planeta Země. Jedním z rizikových faktorů pro vznik blackoutu je tedy samo Slunce, které s histo-rickou pravidelností sleduje jedenáctiletý cyk-lus změn sluneční aktivity a nejbližší maxi-mum se očekává v roce 2013.Velké erupce oblak elektricky nabitých částic (plazmy) ze sluneční korony známé také jako výtrysk koronální hmoty (CME – Coronal Mass Ejections) vytvářejí sluneční bouře. V době maxima sluneční aktivity za-sáhne výtrysk koronální hmoty oběžnou drá-hu Země v průměru každých pět dnů. Sluneč-ní bouře v době maxima způsobují intenzivní tok částic a obrovských proudů v ionosféře. Tento děj je doprovázen jasnou polární září (obr. 1) a indukuje velké změny do geomag-netického pole Země (obr. 2), které vyvoláva-jí geomagnetické bouře. Výsledkem jsou ob-lasti s různým geoelektrickým potenciálem. Rozdíl těchto potenciálů umožňuje tok ge-omagneticky indukovaných stejnosměrných (DC) proudů (GIC – Geomagnetically Induced Current) využívajících mj. dlouhá pře-nosová vedení (dráty a kabely, ale také např. i potrubí). Tato elektromagnetická indukce je tím větší, čím delší je přenosové vedení a její intenzita je největší u vedení orientovaných od východu k západu. Geomagneticky indu-kované DC proudy (I ≥ 200 A, t ≥10 s) se pak dostávají přes zemnicí lana transformátorů do energetické sítě, kde narušují její infrastruk-turu (vysokonapěťové transformátory, elek-trické stanice, ale také např. telekomunikač-ní sítě nebo potrubní trasy). Přenosová vedení pracují normálně se střídavými proudy, a ne-jsou tudíž dimenzována na přenos stejnosměr-ných proudů. A tak geomagneticky indukova-né stejnosměrné proudy mohou způsobit ne-jen vypnutí transformátorů (obr. 3), ale také jejich poškození, nebo dokonce zničení. Toto může vést k různě velkým výpadkům elektři-ny – blackoutům, a to nejen co do rozsahu, ale také co do délky jejich trvání. Historicky první doložená událost, kte-rá byla způsobena geomagneticky induko-vanými stejnosměrnými proudy a měla za následek velké ztráty, byl kolaps telegra-fu 2. září 1859 – tzv. Carringtonská udá-lost. Den před touto událostí zaznamenali vědci pozoruhodnou sluneční erupci, kte-rá vyvolala sérii výtrysků koronální hmo-ty s náslenou obrovskou polární září, která kdy byla do té doby pozorována. Ve stejnou dobu přetížila mimořádně silná geomagne-tická bouře telegrafní vedení na celém svě-tě do té míry, že došlo ke zkratům a požá-rům v telegrafních stanicích a následnému totálnímu vyřazení tohoto komunikačního systému z provozu. Ing. Josef Košťál, redakce ElektroElektroenergetický sektor je klasifikován jako kritická infrastruktura. Jde o organizační a fy-zické struktury a zařízení, které jsou pro každou společnost doslova životně důležité. Je-jich selhání nebo ochromení může mít závažné následky pro celou společnost i jednotliv-ce. V posledních deseti letech prokázaly blackouty – závažné dlouhodobé výpadky v do-dávkách elektrické energie – zvýšenou pravděpodobnost výskytu v nadregionálních sítích Evropy a Severní Ameriky. Obr. 1. Polární záře