Проводка в бытовке: ввод электричества своими руками

К любой бытовке необходимо подвести электричество и сделать внутреннюю проводку. Электропитание необходимо для освещения, подключения бытовой техники и инструмента. Как сделать своими руками электрику в бытовке?

• Как подвести электричество к бытовке
• Инструменты и оборудование
• Монтаж электропроводки в бытовке
• Правила электромонтажа
• Альтернатива

Как подвести электричество к бытовке

Подключение электричества к бытовке на участке должен делать электрик, потому что для этого необходимо обесточить линию. От столба ЛЭП к дому кабель можно протянуть двумя способами: по воздуху или под землей.

Воздушная проводка является более традиционным вариантом. Но если под линией растут деревья, то нужно будет убрать ветки и постоянно следить за тем, чтобы они не касались проводов. Между столбом ЛЭП и домом должно быть до 10 м. Если расстояние больше, то нужно ставить промежуточный дополнительный столб.

Под землей кабель прокладывают в металлической трубе, чтобы вы сами не повредили его при земляных работах или его не перекусили грызуны. Вход проводки в бытовке делается в этом случае через фундамент. При воздушном подключении – через чердачное помещение.

Инструменты и оборудование

Если подключение бытовки к электричеству должен делать электрик, то разводку, монтаж розеток и подключение электроприборов реально осилить самостоятельно.

Необходимый инструмент: плоскогубцы, отвертка, тестер напряжения (мультиметр, тестер-пробник), кусачки для обрезки и зачистки проводов.

Материалы: распределительный щиток с пробками электрическими и счетчиком, провод, пластиковый кабель-канал, розетки, выключатели, светильники, изолента.

Монтаж электропроводки в бытовке

Проводка в бытовке своими руками – вполне реальная задача, если у вас есть хоть малейшее представление об устройстве электросети и подключении приборов. Для работы понадобится схема электропроводки в бытовке своими руками, потому что без схемы подключения можно наделать ошибок. Лучше использовать для монтажа электропроводки в бытовке своими руками пошаговую инструкцию с указанием порядка действий. Предлагаем для прокладки электрики в бытовке своими руками пример разводки.

Правила электромонтажа

В схеме подключения бытовки к электричеству должно быть указано количество и расположение всех точек: электротехнических, распределительных и установочных коробок, выключателей, розеток. Высота установки регламентируется нормами ПУЭ. Существует несколько стандартов: старый советский и евро. Советские правила рекомендовали устанавливать розетки на высоте 0,9 м от пола, выключатели – 1,6 м, в евростандарте это 0,3 м и 0,9 м соответственно. Какие нормы предпочесть – решать только вам.

Заземление бытовки своими руками – обязательная мера предосторожности, которая обеспечит безопасность и продлит срок электроприборов. Сопротивление контура, если делать его по всем правилам, рассчитывается по сложной формуле с учетом коэффициентов, характеристик грунта, размера и количества электродов. Но можно упростить процесс и сделать обычный треугольник с заземлителями.

Альтернатива

Неправильно рассчитанная и смонтированная электропроводка может стать причиной несчастного случая. Поэтому лучше покупать бытовки с электрикой или нанимать специалиста. Если вы все же решите делать разводку своими руками, то на «Стройпортале» можно купить материалы и наборы инструмента со всем необходимым.

Как сделать электрическую проводку в бытовке-советы, правила.

У многих владельцев дачных участков на ее территории располагается бытовка, у которой может быть различное назначение.

Электрическая проводка в бытовке обычно необходима даже если планируется ее использовать как подсобное и временное помещение.

Как подвести электричество к бытовке

Перед тем как подключить электричество к бытовке необходимо собрать документацию, а затем написать заявление и получить разрешение от соответствующих органов. После согласования от них можно приступать к электромонтажным работам. Ввиду того, что бытовка не считается капитальной постройкой, то можно ограничиться заявлением на временное подключение, хотя по-факту оно может быть бессрочным.

Многие считают, что в подводе электроэнергии к бытовке нет ничего сложного и работы можно выполнить даже без специальных знаний и опыта. Однако монтаж электросети всегда сопряжен с высоким риском для жизни и здоровья, поэтому само подключение к линии следует доверить специалистам энергокомпании, которая ее обслуживает.

Подводку можно осуществить траншейным путем или по воздуху. Ввиду того, что первый вариант более затратный для такого небольшого помещения, оптимальным решением будет воздушная прокладка электрического кабеля непосредственно от трансформаторной будки и используя электроопоры.

После того как к бытовке подведено электричество, можно приступать к монтажу электропроводки непосредственно в бытовке.

Инструменты и оборудование

Чтобы провести проводку в бытовке вполне достаточно таких инструментов и оборудования:

• Кабель электрический;
• Электрические выключатели;
• Две — три стандартные электрические розетки;
• Электрическая лампа или светильник;
• Предохранители, обеспечивающие защиту помещения от скачков напряжения, а также короткого замыкания;
• Пенала или коробка для проводного соединения.​

Монтаж электропроводки в бытовке

Электромонтажные работы в бытовке осуществляются в несколько действий:

• Создание плана электропроводки;
• Выбор мест под электрические розетки;
• Разводка проводов;
• Установка розеток;
• Остатки электропроводки, которые остались снаружи, упаковываются в пеналы или специальные коробки для проводного соединения.

Правила электромонтажа

Электрическую проводку в бытовке, не смотря на небольшой объем самих работ, следует выполнять исходя из тех же принципов и правил, которые характерны для электромонтажа в доме или квартире, не считая небольших нюансов.

1. Следует помнить о том, что категорически запрещено делать обычную скрутку проводов, особенно, если они изготовлены из меди или алюминия. Невыполнение данного требования может привести к возникновению пожара. Соединять провода следует исключительно специальными коннекторами, которые можно найти в любом строительном супермаркете или в специализированном магазине.

​​​​​

2. Когда будут проводится электромонтажные работы следует заранее позаботиться и организовать место для розетки с заземление на улице. Она ни раз пригодится собственнику во время использования бытовки.

3. Безопасность и надежность электропроводки обеспечивается за счет подведения к бытовке кабеля с герметичным разъемным соединением и защитной крышкой. С его помощью не сложно эксплуатировать электрическую систему и при необходимости отключать/подключать к ней электроэнергию, если возникает необходимость переместить бытовку на участке.

4. В бытовке необходимо разместить небольшой электрощит или блок, в котором имеется счетчик электроэнергии, дифавтомат, обеспечивающий защиту при возникновении перегрузки в сети, а также автоматическими выключателями, которые обеспечивают безопасность людей.

5. Электрическая проводка в бытовке разводится с помощью современных, хорошо изолированных медных проводов, которые размещены в кабельных каналах изготовленных из негорючих материалов. После монтажа кабеля, непосредственно в бытовке устанавливается розетки в том количестве, которое необходимо.

6. Для бытовок, к которым планируется подключать оборудование, потребляющее большое количество электроэнергии, то следует изначально выполнять разводку с использованием трехфазной проводки. ​

Альтернатива

 Оптимальный, но как правило более дорогой, вариант для собственника — покупка уже готовой бытовки с вмонтированной электропроводкой и нужным количеством розеток. В настоящее время большое число компаний и строительных фирм предлагают покупателям подобные помещения, которые полностью отвечают всем требованиям безопасности и подходят для размещения на дачных, строительных и других участках, а также предназначающиеся для различных целей.

При желании такую бытовку можно доукомплектовать дополнительными розетками или оборудованием.

Какие материалы проводят электричество? — Scientific American

Ground Science Home

Проект Electerition Science

• Share на Facebook

• Поделиться в Twitter

• Поделитесь на Reddit

• Share на Linkedin

• по -ст.

• Версия для печати

Сделай свой собственный фонарик и узнай, сможешь ли ты заставить лампочку ярко светить! Кредит: Джордж Рецек

Ключевые понятия
Электричество
Проводник
Изолятор

Введение
Электричество питает многие устройства, которыми вы пользуетесь каждый день. Эти устройства состоят из цепей, от очень простых (например, лампа с одной лампочкой) до очень сложных (например, в компьютере). Попробуйте этот проект, чтобы построить собственную простую схему и использовать ее для проверки того, какие обычные бытовые материалы проводят электричество.

Фон
Вы, наверное, часто слышите слово «электричество», но что оно на самом деле означает? В повседневном использовании электричество обычно относится к электрически заряженным частицам (называемым электронами), движущимся по металлическим проводам. Поток электричества называется током. Металлы, как правило, очень хорошие проводники, то есть они легко пропускают ток. Материалы, которые не пропускают ток, называются изоляторами. Большинство неметаллических материалов, таких как пластик, дерево и резина, являются изоляторами. Вы заметите это, если когда-либо подключали что-то к сетевой розетке. Штыри на вилке и провод внутри шнура металлические, но они окружены пластиковой или резиновой изоляцией, чтобы вас не ударило током при прикосновении к шнуру!

Электричество требует полной «петли» для протекания тока. Это называется замкнутой цепью. Вот почему настенные розетки имеют два штыря, а аккумуляторы имеют два конца (положительный и отрицательный) вместо одного. Вы подключаете их обоих к цепи, и это создает полный цикл. Если петля вообще разорвется, она станет разомкнутой, и ток не будет течь.

В этом проекте вы создадите собственную простую схему, разобрав фонарик (конечно, с разрешения). Вы будете использовать свою схему в качестве тестера, чтобы определить, являются ли бытовые материалы проводниками или изоляторами. Когда вы соедините цепь с проводником, вы создадите замкнутую цепь, и лампочка фонарика включится. Если вы подключите цепь к изолятору, у вас все равно будет разомкнутая цепь, поэтому лампочка останется выключенной.

Материалы

• Фонарик (можно разобрать)
• Батарейки для фонарика
• Три куска провода, которые можно разрезать и зачистить (дополнительную информацию см. в разделе Процедура).
• Линейка с метрическими размерами
• Изолента (и/или резиновые ленты)
• Ножницы или нож (и помощь взрослого)
• Ассортимент металлических и неметаллических бытовых материалов, которые можно протестировать в вашей схеме

Подготовка

• Для выполнения этого проекта вам нужно будет отсоединить три куска провода от старого электронного устройства. У вас может быть ящик для хлама, полный старых зарядных устройств для мобильных телефонов — они отлично подойдут. Вы также можете купить проволоку в скобяных лавках или в некоторых магазинах для рукоделия.
• Отрежьте три куска проволоки длиной не менее 10 сантиметров каждый.
• Попросите взрослого срезать ножницами или острым ножом около одного сантиметра изоляции с концов каждого провода, обнажая металл внутри. (Для этого также существует специальный инструмент, называемый инструмент для зачистки проводов. Вы или взрослый можете использовать их, если они доступны.)
• Разберите фонарик. Извлеките батареи. Если возможно, открутите «голову» (часть, которая держит лампочку) и снимите выключатель. Большинство фонариков можно легко разобрать вручную, но для этого вам может понадобиться другой инструмент (например, отвертка) и/или помощь взрослого.
• Осторожно: Электричество от розеток очень опасно и может быть смертельным. Никогда не перерезайте провод и не открывайте электронное устройство, когда оно подключено к сетевой розетке.

Процедура

• Осмотрите фонарик изнутри и попытайтесь проследить цепь. Помните, что электричеству требуется замкнутая цепь для протекания. Цепь в фонаре обычно идет от одного конца батарейного отсека через выключатель, затем через лампочку и обратно к другому концу батарейного отсека. Сможете найти схему?
• Ваша первая цель — с помощью двух проводов соединить батарейный отсек напрямую с лампочкой. Это может потребовать некоторых усилий с вашей стороны — не все фонарики одинаковы. Сложно ли создать свой новый замкнутый контур?
• Батарейный отсек должен иметь положительный (+) и отрицательный (–) концы. Используйте изоленту, чтобы прикрепить один конец провода к металлическим частям на каждом конце батарейного отсека. Убедитесь, что провода плотно прижаты, чтобы обеспечить хороший контакт. ( Совет: Если батареи просто вставляются в корпус фонарика, а не удерживаются на месте зажимами или пружинами, используйте резиновые ленты, чтобы скрепить их вместе встык. когда вы снимаете их с фонарика.)
• Теперь отыщите два металлических контакта на корпусе лампочки и соедините с ними другие концы проводов изолентой. Совет: Иногда вся внутренняя часть корпуса фонаря металлическая, и это служит одним из контактов. Удалось ли вам создать цепь и заставить лампочку загореться?
• Если вы сделали контакты правильно, то лампочка должна загореться. Если лампочка не горит, не волнуйтесь! Есть несколько вещей, которые вы можете проверить:
• Возможно, у вас есть светодиодный фонарик. LED означает светоизлучающий диод. Светодиод — это особый тип лампочки, который действует как односторонний клапан для электричества. Он загорается только тогда, когда его положительные (+) и отрицательные (–) стороны соединены правильно. Попробуйте поменять местами два провода, подключенных к аккумулятору, и посмотрите, загорится ли он.
• Другая причина, по которой вы можете не получать света, заключается в том, что ваши провода могут плохо контактировать с металлом в цепи фонарика. Попробуйте зажать контактные точки пальцами или используйте что-то вроде мини-прищепок или зажимов для переплета, чтобы сжать соединения.
• Теперь у вас должна быть работающая схема. По сути, вы удалили аккумулятор и лампочку из корпуса фонарика и воссоздали цепь, используя два провода. Вы можете использовать эту схему для проверки проводимости бытовых материалов, добавив третий провод.
• Отсоедините провод от одного конца аккумуляторной батареи. Это создает разомкнутую цепь, и ваша лампочка должна погаснуть.
• Прикрепите один конец третьего провода к этому концу аккумуляторной батареи. Ваша схема теперь должна состоять из трех проводов, два из которых имеют свободные концы.
• Соедините два свободных конца проводов. Это должно снова создать замкнутую цепь, и ваша лампочка должна включиться.
• Проверьте, являются ли материалы проводящими, прикоснувшись к ним обоими свободными концами провода одновременно.
• Что произойдет, если вы коснетесь металлических предметов, таких как скрепки или алюминиевая фольга? Если лампочка загорается, значит ли это, что материал является проводником или изолятором?
• Что произойдет, если вы коснетесь неметаллических предметов, таких как дерево, пластик или резина? Лампочка горит или не горит?
• Дополнительно: Есть ли у вас дома неметаллические проводящие материалы?

Наблюдения и результаты
Может потребоваться немного усилий, чтобы перепроектировать фонарик после того, как вы его разобрали. Однако вы должны иметь возможность заставить фонарик работать без выключателя питания, подключив аккумуляторный отсек напрямую к лампочке с помощью двух проводов. Добавление третьего провода позволяет создать «тестер». Когда вы касаетесь металлического предмета свободными концами провода, лампочка должна загореться, как обычно. Это работает, потому что металлические предметы являются проводниками, поэтому они создают замкнутую цепь. Когда вы прикасаетесь к изоляционным материалам, таким как пластик, резина и дерево, цепь остается разомкнутой, поэтому лампочка остается выключенной, потому что ток не течет.

Неметаллические проводящие материалы бывает трудно найти. Для некоторых фонариков может подойти графитовый сердечник. Но графит имеет очень высокое сопротивление по сравнению с металлами, поэтому лампочка может казаться очень тусклой или вообще не гореть.

Очистка
Соберите свой фонарик, если вам нужно использовать его снова, или сохраните самодельный тестер электропроводности!

Еще для изучения
Какие материалы являются лучшими проводниками, от Science Buddies
Движущиеся электроны и заряды, от Physics4Kids
Генерация электричества с помощью лимонной батарейки, от Scientific American
Научные занятия для всех возрастов, от Science Buddies

Это задание было предложено вам в сотрудничестве с Science Buddies

ОБ АВТОРЕ(АХ)

54

4

4

Бен Финио — старший научный сотрудник организации Science Buddies и преподаватель Школы машиностроения и аэрокосмической инженерии Сибли Корнелльского университета. Подпишитесь на него в Твиттере @BenFinio.

Читать дальше

Информационный бюллетень

Будьте умнее. Подпишитесь на нашу новостную е-мэйл рассылку.

Регистрация

Поддержка научной журналистики

Откройте для себя науку, которая изменит мир. Изучите наш цифровой архив с 1845 года, включая статьи более 150 лауреатов Нобелевской премии.

Подпишитесь прямо сейчас!

Как работает энергосистема США?

Введение

Обширная сеть электростанций, линий электропередач и распределительных центров вместе составляют электрическую сеть США. Сеть постоянно уравновешивает спрос и предложение на энергию, которая питает все, от промышленности до бытовой техники. Вне поля зрения большинства, сеть обычно привлекает внимание общественности только из-за крупномасштабных сбоев, таких как отключение электроэнергии, которое произошло в Техасе в начале 2021 года. 

Больше от наших экспертов

Элис С. Хилл

Что означают промежуточные выборы 2022 года для климатической политики США

Цзунъюань Зои Лю

Политика будет определять экономическое будущее Китая во время третьего срока Си

Хайди Кребо-Редикер

Обрушение Питтсбургского моста и важность инвестиций в инфраструктуру

Экстремальные погодные явления, вызванные изменением климата, и уязвимость к кибератакам вызвали опасения по поводу надежности энергосистемы. Выбросы при производстве электроэнергии являются существенной движущей силой изменения климата, и существует настоятельная необходимость в отказе от энергии, основанной на ископаемом топливе. Но постановление Верховного суда от июня 2022 года ограничило способность Агентства по охране окружающей среды (EPA) регулировать выбросы электростанций, а это означает, что энергосистема может продолжать полагаться на ископаемое топливо.

Подробнее:

Энергетическая и климатическая политика

Инфраструктура

Соединенные Штаты

Кибербезопасность

Между тем рост возобновляемой энергии и так называемой распределенной генерации, или способность отдельных домов и предприятий производить собственную энергию, поставили традиционную сеть под все большее давление. Он теряет клиентов, в то время как его стареющая инфраструктура требует капитального и дорогостоящего ремонта. Принятый в конце 2021 года широкомасштабный закон об инфраструктуре предусматривает около 65 миллиардов долларов на улучшение сети, и администрация Джо Байдена начала работать со штатами над ускорением модернизации.

Как работает сетка?

Краткий обзор ежедневных новостей

Сводка мировых новостей с анализом CFR доставляется на ваш почтовый ящик каждое утро.

Большинство будних дней.

Просмотреть все бюллетени >

Электрическая сеть США восходит к 1882 году, когда Томас Эдисон открыл первую в стране электростанцию ​​на станции Перл-Стрит в Нижнем Манхэттене. В то время как сеть расширилась от первоначальных пятидесяти девяти клиентов Эдисона до сотен миллионов пользователей, на протяжении десятилетий ее базовая структура оставалась практически неизменной. По данным Управления энергетической информации США (EIA), электростанции, работающие на ископаемом топливе — сжигающие уголь, нефть или природный газ, — производят около 60 процентов электроэнергии страны, а на атомную энергетику приходится почти 20 процентов. Электроэнергия передается на большие расстояния с использованием высоковольтных линий электропередачи, а местные объекты, известные как подстанции, преобразуют эту высоковольтную мощность в более низкое напряжение (процесс, называемый «понижение») и распределяют ее по близлежащим домам и предприятиям.

В совокупности сетку называют крупнейшей машиной в мире, включающей одиннадцать тысяч электростанций, три тысячи коммунальных услуг и более двух миллионов миль линий электропередач. Однако на практике в США существует три отдельных энергосистемы или автономных взаимосвязей производства и передачи электроэнергии. Это восточные, западные и техасские соединения.

Подробнее от наших экспертов

Элис С. Хилл

Что означают промежуточные выборы 2022 года для климатической политики США

Цзунъюань Зои Лю

Политика будет определять экономическое будущее Китая во время третьего срока Си

Хайди Кребо-Редикер

Обрушение Питтсбургского моста и важность инвестиций в инфраструктуру

Из-за высоких затрат на строительство всей этой инфраструктуры передача и распределение электроэнергии считается «естественной монополией», что означает, что только компания, достаточно крупная, чтобы контролировать весь рынок, как правило, может позволить себе необходимые инвестиции. В результате большинству энергетических компаний предоставляется монопольный контроль над местным рынком с полномочиями предоставлять недорогую и надежную энергию в качестве общественного блага. Чтобы обеспечить соблюдение этого мандата, коммунальные предприятия либо находятся в государственной собственности, либо, что чаще, жестко регулируются регулирующими комиссиями штатов, которые устанавливают цены, которые коммунальные предприятия могут взимать с потребителей.

Как экологизация электросетей влияет на климатические цели США?

Декарбонизация сети или производство энергии из возобновляемых источников вместо ископаемого топлива занимает центральное место в климатических целях президента Байдена, особенно в его обещаниях сократить вдвое выбросы в США по сравнению с уровнем 2005 года к 2030 году и добиться к 2035 году безуглеродного энергетического сектора. четверть выбросов парниковых газов в США приходится на сжигание ископаемого топлива для производства электроэнергии. Энергетический сектор в основном использует уголь и природный газ для производства электроэнергии. Сжигание этого ископаемого топлива приводит к выбросу парниковых газов, которые удерживают тепло и согревают планету.

Подробнее:

Энергетическая и климатическая политика

Инфраструктура

Соединенные Штаты

Кибербезопасность

Сокращение выбросов за счет электрификации, включая переход на электромобили, потребует чистой и надежной энергосистемы. Уже сейчас производство возобновляемой энергии быстро растет. По данным EIA, в 2021 году солнечная, ветровая и другие возобновляемые источники энергии произвели 20 процентов электроэнергии в США, и ожидается, что к 2050 году эта доля удвоится. Но, по мнению экспертов, для полного отказа от ископаемого топлива потребуется ряд мер политики. : это включает субсидирование исследований и разработок (НИОКР) для производства и хранения экологически чистой энергии; и установление цены на выбросы, например налога на выбросы углерода.

Как возобновляемые источники энергии влияют на сеть?

Расширение использования возобновляемых источников энергии создает проблемы для сетевых операторов. Например, изменчивость ветра и солнечного света затрудняет прогнозирование спроса и предложения электроэнергии. Увеличение числа домохозяйств, устанавливающих собственные источники энергии, также вызывает проблемы.

В отличие от первоначальной односторонней экономической модели сети, децентрализованные формы производства энергии, известные как «распределенная генерация», находятся на подъеме. Производство солнечной энергии, в том числе с помощью домашних установок, за последнее десятилетие выросло в геометрической прогрессии, достигнув 126,1 гигаватт (ГВт) общей мощности в 2022 году — достаточно энергии для питания более двадцати трех миллионов домов. Ожидается, что тенденция сохранится. Например, компания Tesla, производящая электромобили и экологически чистая энергия, продает аккумуляторные системы и солнечные панели в качестве альтернативы традиционной сети.

Коммунальные предприятия обеспокоены тем, что распределенная генерация угрожает их жизнеспособности, особенно из-за политики «чистого измерения». Согласно чистому измерению, впервые принятому Миннесотой в 1983 году, регулирующие органы требуют, чтобы коммунальные предприятия выкупали любую избыточную энергию у потребителей солнечной энергии по полной розничной цене за электроэнергию. Коммунальные предприятия утверждают, что, получая полную розничную цену за электроэнергию, эти пользователи фактически избегают платить за обслуживание сети, даже несмотря на то, что подавляющее большинство домов и предприятий, использующих распределенную генерацию, по-прежнему полагаются на сеть, используя ее в периоды, когда солнце не светит. или ветер не дует. По словам коммунальных служб, эти клиенты все равно должны внести свой вклад.

Коммунальные службы предупреждают, что по мере распространения использования солнечной энергии и потери клиентов им придется повышать цены, что, в свою очередь, подтолкнет больше людей к отключению от сети — процесс, известный в отрасли как «спираль смерти коммунальных служб». Пока неясно, насколько изменились затраты; анализ, проведенный Институтом Роки-Маунтин, беспристрастной исследовательской организацией в области энергетики, подсчитал, что коммунальные предприятия на северо-востоке США могут потерять до 15 миллиардов долларов к 2030 году, поскольку потребители перейдут на солнечную энергию.

Растущая нагрузка на электросеть приходится на то время, когда, как отмечает эксперт по энергетике Брайан Уоршей, экономика США больше, чем когда-либо прежде, зависит от надежного и доступного электричества. Рост цен нанесет ущерб потребителям и предприятиям, а коммунальные предприятия, которые не смогут сделать необходимые инвестиции на миллиарды долларов, могут столкнуться с новыми отключениями электроэнергии, которые, по оценкам, обходятся в десятки миллиардов долларов ежегодно.

Чтобы компенсировать потерю доходов, некоторые коммунальные предприятия ввели новые сборы или ограничения для пользователей солнечной энергии. Еще один вариант — коммунальные предприятия сами займутся возобновляемой энергетикой. Крупнейшая в США коммунальная компания Duke Energy из Северной Каролины начала интегрировать ветряную и солнечную энергию в свою сеть в 2007 году. Большая часть увеличения мощности солнечной энергии была обеспечена коммунальными службами, а не домовладельцами.

Как регулируется сеть?

Исторически сложилось так, что большинство коммунальных служб контролировали все, от электростанции до бытовой электросети. В 1978 году Конгресс принял закон о частичном дерегулировании сектора, что позволило выйти на рынок некоммерческим производителям электроэнергии. Закон об энергетической политике 1992 года разрешил дальнейшее дерегулирование, особенно отделение производства электроэнергии (оптовые рынки) от передачи и распределения (розничные рынки). Явной целью этих усилий было продвижение конкуренции и снижение цен на энергоносители. Однако энергетический кризис в Калифорнии 2000–2001 гг. [PDF] поднял вопросы о такой реструктуризации после того, как государственные реформы привели к повышению цен, нехватке энергии и почти банкротству крупных коммунальных предприятий.

Сегодня надзор за сетью является обязанностью лоскутного одеяла федеральных властей и властей штатов. Закон об энергетической политике 2005 г. определил Федеральную комиссию по регулированию энергетики (FERC) Министерства энергетики в качестве основного органа, отвечающего за производство и передачу электроэнергии в Соединенных Штатах. Однако юрисдикция по розничному распределению электроэнергии на местном уровне, которая фактически доставляет эту энергию конечным пользователям, остается в руках правительств штатов и муниципалитетов.

Из-за растущей озабоченности по поводу изменения климата Агентство по охране окружающей среды предприняло попытку регулировать выбросы парниковых газов из сети. 1970 Закон о чистом воздухе дал агентству право ограничивать загрязнение воздуха. Под эгидой этого закона администрация Барака Обамы попыталась внедрить широкие стандарты выбросов электростанций в своем Плане чистой энергии 2015 года, что является частью более масштабных усилий по переводу энергетического сектора с угля и газа на возобновляемые источники энергии. Но план столкнулся с судебными претензиями и так и не вступил в силу. В июне 2022 года Верховный суд постановил, что Конгресс не предоставил Агентству по охране окружающей среды полномочия вводить общеотраслевые правила в отношении выбросов электростанций, хотя Агентство по охране окружающей среды может продолжать регулировать выбросы от отдельных предприятий.

Что такое интеллектуальная сеть?

«Умная сеть» относится к набору технологий, которые обеспечивают большую оперативность при подключении производителей и потребителей электроэнергии. По данным Министерства энергетики США, которое сделало создание интеллектуальной сети целью национальной политики, она включает в себя «цифровые технологии, обеспечивающие двустороннюю связь между коммунальным предприятием и его клиентами», а также обнаружение линий электропередачи.

Система интеллектуальной сети может повысить надежность и сократить количество перебоев в подаче электроэнергии. Специальные счетчики в домах и на предприятиях, а также датчики вдоль линий электропередач могут постоянно отслеживать спрос и предложение, в то время как устройства размером с почтовый ящик, известные как синхрофазоры, измеряют поток электроэнергии в сети в режиме реального времени, позволяя операторам предвидеть и избегать сбоев. Умные устройства могут «общаться» с сетью и переносить потребление электроэнергии на непиковые периоды, что снижает нагрузку на сеть, в конечном итоге снижает цены и помогает избежать отключений электроэнергии. Децентрализованные «микросети» могут быть объединены с новой аккумуляторной технологией, чтобы обеспечить подачу электроэнергии в сообщества, даже когда суровые погодные условия или другие отключения влияют на более широкую энергосистему.

Для просмотра этого видео включите JavaScript и рассмотрите возможность обновления веб-браузера до
поддерживает HTML5 видео

Что такое интеллектуальная сеть?

Что такое интеллектуальная сеть?

С 2010 года Министерство энергетики инвестировало миллиарды долларов в инфраструктуру интеллектуальных сетей, и к 2017 году почти половина потребителей электроэнергии в США установили интеллектуальные счетчики. По данным EIA, к 2020 году было установлено более ста миллионов интеллектуальных счетчиков, и ожидается, что это число будет расти.

Каковы уязвимые места сети?

Экстремальные погодные явления, часто усугубляемые изменением климата, вызывают все большую озабоченность. Ураганы, метели, наводнения, аномальная жара, лесные пожары и даже вспышки на солнце могут вывести из строя стареющие линии электропередач. (Средний возраст электростанций составляет более тридцати лет, а силовым трансформаторам в среднем более сорока лет.) Кроме того, большая часть сетевой инфраструктуры строится над землей, что дешевле в строительстве, но более уязвимо. Увеличение изменчивости из-за изменения климата не только увеличит спрос на энергию, но и снизит эффективность ее производства и передачи.

«Все эти системы были построены только на допущении определенного диапазона крайностей».

Элис С. Хилл, старший научный сотрудник CFR

Показательным примером стали перебои с подачей электроэнергии в Техасе в начале 2021 года. Температура в штате упала до тридцатилетнего минимума, отключив несколько источников выработки электроэнергии, а потребность в отоплении резко возросла. Результатом стали повсеместные отключения электроэнергии, в результате которых миллионы людей остались без электричества во время разрушительной зимней бури; десятки людей погибли. В настоящее время штат пересматривает свой подход к регулированию энергопотребления, который позволяет коммунальным предприятиям избегать подготовки своего оборудования к зиме. Тем временем в Калифорнии повышение температуры способствовало веерным отключениям электроэнергии летом 2020 года, первым таким отключениям в штате почти за два десятилетия.

Проблема в том, что энергосистема была разработана для мира, которого больше не существует, говорит старший научный сотрудник CFR Элис С. Хилл, которая была старшим директором по политике устойчивости в Совете национальной безопасности при администрации Обамы. «Все эти системы были построены только на допущении определенного диапазона крайностей», — говорит она. «Это был безопасный способ строительства, потому что наш климат был стабильным». Поскольку изменение климата делает экстремальные погодные явления все более частыми и серьезными, «основываясь на прошлых моделях, вы очень уязвимы», добавляет она.

По словам Хилла, чтобы предотвратить бедствия в будущем, коммунальным службам необходимо укрепить сетевую инфраструктуру. Это может включать в себя закапывание линий электропередач или обеспечение огнестойкости надземных столбов. Цена бездействия высока, говорит она, отмечая, что отключение электричества в Техасе обошлось штату в 90 миллиардов долларов. У возобновляемых источников энергии есть свои уязвимые места: производство солнечной энергии в Австралии резко упало во время разрушительных лесных пожаров в 2019 и 2020 годах, когда солнце закрыли дым и сажа.

Кроме того, растущая зависимость сети от цифровых систем увеличивает вероятность кибератак. Недавние отчеты Счетной палаты правительства США предупреждают, что системы генерации, передачи и распределения электроэнергии становятся все более уязвимыми для кибервторжений. С 1970-х годов сетевые операторы полагались на центры электронного промышленного управления (IC), которые, как правило, не защищены от вредоносных программ, таких как вирус Stuxnet, который был нацелен на иранские ядерные объекты в 2010 году. В 2019 году, энергосистема США впервые подверглась кибератаке, хотя она не привела к перебоям в подаче электроэнергии. В мае 2021 года атака программы-вымогателя вынудила временно закрыть один из крупнейших нефтепроводов в США.

Что делает Байден?

Президент Байден предложил крупные инвестиции в модернизацию энергосистемы США. Двухпартийный закон об инфраструктуре, который он подписал в ноябре 2021 года, включает 65 миллиардов долларов на модернизацию сети, включая новые линии электропередачи, интеллектуальные сети и технологии экологически чистой энергии, а также кибербезопасность. В 2022 году Министерство энергетики выступило с инициативой сотрудничать со штатами и предоставить им часть финансирования по закону.

Однако планы Байдена могут быть осложнены проблемами прокладки новых линий электропередачи, которые направлены на добавление в сеть мощностей возобновляемой энергии, а также на повышение надежности, позволяя операторам сетей более эффективно направлять электроэнергию туда, где она необходима.