Повечето хора имат представа какво е "решетката", но често само в много общ смисъл. Въпреки че може да е лесно да се идентифицират компоненти на мрежата като електропроводи и електрическо оборудване, разбирането на вътрешната работа на електрическата мрежа може да изглежда мистериозно, когато се опитвате да си представите национална мрежа от енергийни генератори, окабеляване, домове и сгради.

За да го кажем с прости думи, нека проучим какво всъщност представлява мрежата, как работи електрическата мрежа, защо се използва мрежата, как съвременната електрическа мрежа функционира за създаване и разпределение на енергия в Северна Америка и как домашната слънчева енергия се интегрира в решетката.

Какво е мрежата?

Мрежата е масивна, взаимосвързана мрежа от електропреносно оборудване, което създава и доставя ново електричество на крайните потребители. Известна още като „електрическа мрежа“, „електрическа мрежа“, „електрическа мрежа“ или „електропреносна мрежа“, националната мрежа доставя електричество на потребители в домове, търговски сгради, както и големи индустриални операции.

Къде е мрежата?

Огледайте се... решетката е навсякъде!

Тук, в Съединените щати, северноамериканската електропреносна мрежа се простира през цялата страна, от корабните докове в Аляска до последния бар във Флорида Кийс, с милиони точки за взаимно свързване между тях.

Като сбор от много различни отделни части, националната мрежа се състои от няколко регионални мрежи, които са свързани помежду си, за да образуват мрежа между населените райони на Съединените щати, Канада и части от Мексико.

Защо се нуждаем от електрическа мрежа?

Ако някога сте включвали нещо в електрически контакт у дома, тогава знаете точно защо ни е необходима електрическата мрежа. От мобилни телефони до кухненски уреди и дори ОВК устройства, електричеството е необходимост на съвременния живот. Днес ние използваме енергийната мрежа, за да захранваме почти всеки аспект на нашето общество, включително транспорт, производство, развлечения и др.

Ето защо се нуждаем от електрическата мрежа, така че достъпът до електричество да е безопасен и достъпен за всички. Въпреки че е възможно да живеете от мрежата и да генерирате собствено електричество, националната мрежа безпроблемно свързва електроцентралите, генериращи енергия, с хората и организациите, които се нуждаят от нея, за да електрифицират живота си. Създадена повече от век, северноамериканската електрическа мрежа се разрасна и разшири до милиони потребители от своя произход в Ню Йорк.

Как работи електрическата мрежа

Въпреки цялата си сложност, основните операции на енергийната мрежа могат да бъдат разделени на три прости стъпки: производство, пренос и разпределение. Докато формата на съвременната електрическа мрежа се трансформира от нови източници на енергия, основната функция на взаимосвързаната мрежа за споделяне на ресурси между свързани потребители на електроенергия винаги ще остане същата.

Производство на електроенергия към мрежата

За да влезе електричеството в мрежата, то първо трябва да бъде генерирано от източник на гориво. През 2020-те години използваемата енергия се създава в много различни форми в различни мощности по целия свят.

Според краткосрочната енергийна перспектива на Администрацията за енергийна информация на САЩ, годишното производство на електроенергия в Съединените щати през 2021 г. се състои от приблизително 38% природен газ, 22% въглища, 14% възобновяеми енергийни източници (вятър, слънчева енергия и биомаса), 19 % ядрена и 6% водноелектрическа енергия.

Диаграма, показваща производството на електроенергия в САЩ по източник за всички сектори от 2012 г. до 2023 г., сравняваща процентния дял на природния газ, въглищата, ядрената енергия, възобновяемите източници като слънчева енергия и вятър, водна енергия и други източници.

Електроцентрали:

Отвъд съоръженията, работещи с въглища и природен газ, обикновено свързвани с термина „електроцентрала“, огромни количества електроенергия се генерират ежедневно и от водноелектрически язовири, в многомегаватови слънчеви ферми и над хълмисти хълмове, осеяни с вятър турбини.

Разпределено генериране:

Днес вече е по-лесно от всякога за собствениците на жилища и бизнеса да генерират собствено електричество, което също така може безопасно да се захранва в мрежата чрез слънчеви панели и междусистемна връзка. В своята енергийна перспектива EIA прогнозира, че жилищната слънчева енергия на покривите ще представлява близо две трети от нарастващия разпределен капацитет за производство на електроенергия през следващите две години.

Пренос на електроенергия през мрежата

След като се произведе електроенергия от мрежата, тя трябва да бъде доставена навсякъде, където е необходима. Тук нови партиди насипна енергия се предават на по-малки подстанции чрез трансформатори, които модифицират електричеството, така че да може да пътува на дълги разстояния и при високо напрежение. Тези преносни линии са гръбнакът на северноамериканската електрическа мрежа.

Преносните линии са много дебели и обикновено се поддържат от големи метални кули. Най-важното е, че те са двупосочни, което позволява енергията да се транспортира напред и назад. Въпреки че са лесни за забелязване, когато са инсталирани над главата, много електропреносни линии също са безопасно заровени под земята.

Разпределение на електроенергия от мрежата

И накрая, след достигане на местна подстанция и преминаване през превключвателна кула, мрежовата енергия се разпределя до крайните потребители чрез по-малки електропроводи. При по-ниски напрежения и с по-тънки размери в сравнение с преносните линии, разпределителните линии е по-вероятно да бъдат поддържани от дървени стълбове и могат да пренасят електричество само в една посока, далеч от централно местоположение.

В последния етап от веригата за доставка на енергия електричеството, разпределено към дома или бизнеса, се записва от електромера на имота. В този момент електричеството се продава на крайния потребител на жилищна или търговска цена от местната енергийна компания.