U električnim mrežama na pet kontinenata, iako su fizički potpuno odvojene jedna od druge, dešava se ista neobična pojava već duže od decenije - na svakih 60 sekundi njihova frekvencija nakratko zadrhti, a zatim se vrati u normalu.
Ovaj precizan impuls godinama je zbunjivao inženjere jer se nije mogao objasniti slučajnim kvarovima, ali tim naučnika predvođen fizičarem Dirkom Vithautom sa Univerziteta u Kelnu sada veruje da je pronašao krivca.
Prema studiji objavljenoj u časopisu Nature Energy, problem izazivaju sistemi za besprekidno napajanje (UPS) u bolnicama, centrima podataka i istraživačkim ustanovama, koji na svakih minut obavljaju rutinsku automatsku proveru baterija.
Pojedinačno, ti kratki skokovi u potrošnji električne energije su zanemarljivi. Međutim, pošto digitalni uređaji sinhronizuju svoje unutrašnje satove pomoću eksternih vremenskih signala, hiljade ovakvih sistema u različitim objektima i državama pokreću svoje testove u potpuno istom trenutku, što izaziva merljiv talas kroz celu mrežu.
"Čak i bezazlene kontrolne rutine mogu postati sistemski relevantne kada mnogi uređaji deluju usklađeno. Nenamerna sinhronizacija može generisati ponavljajuće i potencijalno pojačano oscilatorno ponašanje u velikim sajber-fizičkim energetskim sistemima", navode autori rada u svojoj studiji:
Trag koji je vodio do nemačkog kampusa
Elektroenergetska mreža neprestano održava osetljivu ravnotežu između proizvodnje i potrošnje struje, zbog čega se frekvencija naizmenične struje (najčešće 50 ili 60 herca) blago menja čim potražnja naglo skoči ili padne. Dobar primer je britanski fenomen poznat kao TV pickup, kada milioni ljudi tokom reklama u poluvremenu fudbalske utakmice istovremeno uključe električne čajnike.
Takve oscilacije su obično nepravilne, ali ritam od tačno 60 sekundi primećen je još 2014. godine u Skandinaviji, a potom i u kontinentalnoj Evropi, Britaniji, Australiji i Sjedinjenim Američkim Državama. Iako se u početku sumnjalo na rad hidroelektrana, pojava je bila prisutna i u mrežama potpuno drugačije strukture.
Ključni dokaz pronađen je tokom detaljnih merenja u nemačkom istraživačkom centru Jilih (Forschungszentrum Jülich).
Naučnici su otkrili da se impuls od 60 sekundi javlja isključivo u četiri zgrade koje su imale instalirane sisteme za neprekidno napajanje, dok ga u objektima bez tih uređaja uopšte nije bilo.
Praćenjem električnih signala od baterija sve do priključka na javnu visokonaponsku mrežu utvrđeni su kratki udari struje svakog minuta, a proizvođač opreme je naknadno potvrdio da ih pokreće softver za samotestiranje baterija.
Potencijalni rizik za opremu i jednostavno rešenje
Iako istraživači napominju da ovo objašnjenje treba dodatno potvrditi merenjima i na drugim lokacijama, otkriće ukazuje na izazov koji bi u budućnosti mogao da raste.
Ove oscilacije trenutno ne ugrožavaju stabilnost mreže jer imaju malu amplitudu od svega nekoliko miliherca. Ipak, dinamika same mreže može da ih pojača i vremenom izazove dodatno habanje opreme poput turbina u hidroelektranama, a rizik se povećava kako energetski sistemi postaju sve zavisniji od velikih baterijskih skladišta, centara podataka i uređaja povezanih na internet.
Rešenje je, srećom, prilično jednostavno i ne zahteva skupu zamenu hardvera.
Umesto da hiljade uređaja pokreću proveru u isto vreme, proizvođači mogu da unesu mala nasumična odstupanja u softverske rasporede. Tim iz Kelna već je kontaktirao jednog od proizvođača čiji su sistem identifikovali, a kompanija je nakon toga izdala softversko ažuriranje koje ublažava strogu periodičnost ovih provera.