Повеќе од една деценија, електроенергетските мрежи во различни делови од светот покажуваат необична појава: на секои точно 60 секунди се регистрираат мали, но мошне правилни промени во фреквенцијата на електричната струја. Феноменот е забележан во мрежи на пет континенти, вклучително и во Европа, Северна Америка и Австралија, но досега немаше убедливо објаснување за неговото потекло.

Сега, меѓународен истражувачки тим предводен од физичарот Дирк Витхаут од Универзитетот во Келн смета дека ја разрешил мистеријата. Виновникот, изненадувачки, се автоматските проверки на батериите во системите за непрекинато напојување, познати како UPS.

Во научниот труд објавен на 30 октомври во списанието Nature Energy, истражувачите покажуваат дека дигитално управуваните UPS-системи и батериските складишта на електрична енергија можат да создаваат краткотрајни скокови во потрошувачката кога нивните контролни програми извршуваат одредени задачи во исто време.

За да ја откријат причината, научниците анализирале високопрецизни мерења на електричната енергија во неколку објекти во истражувачкиот кампус Јулих во Германија. Карактеристичниот сигнал го пронашле во зградите опремени со UPS-системи, но не и во оние без таква опрема. Потоа успеале да ги следат малите струјни импулси од батериите низ електричната инсталација, сè до приклучокот кон јавната електроенергетска мрежа.

Објаснувањето лежи во синхронизацијата на дигиталните часовници. Многу современи уреди ги усогласуваат своите внатрешни часовници со надворешни временски сигнали. Така, независни системи, инсталирани во различни објекти, можат да извршуваат исти задачи во ист момент. Кога илјадници уреди истовремено ќе направат проверка или ќе извршат друга програмирана операција, нивните мали индивидуални промени во потрошувачката се собираат во сигнал што може да се забележи на ниво на електроенергетската мрежа.

Зошто е ова важно? Електроенергетскиот систем постојано мора да одржува рамнотежа меѓу произведената и потрошената електрична енергија. Секое нарушување на оваа рамнотежа предизвикува мали промени во фреквенцијата на наизменичната струја, која вообичаено изнесува 50 или 60 херци, зависно од регионот.

Засега, овие осцилации не претставуваат непосредна закана за стабилноста на мрежите. Но, истражувачите предупредуваат дека тие можат да го забрзаат абењето на опремата, особено на турбините во хидроцентралите, кои учествуваат во регулирањето на фреквенцијата. Дополнително, со намалувањето на инерцијата на електроенергетските системи, поради преминот кон обновливи извори и електронски управувани извори на енергија, мрежите стануваат почувствителни на ваквите синхронизирани промени.

Проблемот би можел да се ублажи со релативно едноставна софтверска интервенција: наместо сите уреди да ги извршуваат проверките во ист момент, нивното активирање би се распоредило во различни временски интервали. Истражувачите веќе контактирале со производител на еден од анализираните системи, по што била издадена софтверска надградба за намалување на строго периодичните импулси.

Откритието е потсетник дека во сè подигитализираниот енергетски свет дури и најобичните софтверски команди можат да имаат последици далеку поголеми од уредот во кој се извршуваат.