Що таке блекаут

ГПВ та ГАВ знову в новинах, і все частіше звучить слово, від якого у багатьох досі холодіє всередині – блекаут.

Експерти заспокоюють: сценарій повного знеструмлення країни малоймовірний. Національна енергосистема адаптувалася, оператори діють за відпрацьованими алгоритмами, а ремонтні бригади працюють цілодобово. Але реальність така, що локальні катастрофи все ж відбуваються.

21 жовтня Чернігів поринув у темряву: електроенергія зникла у всьому місті. Без світла залишилися будинки, світлофори, лікарні, насосні станції.

Як то кажуть, вірити варто у краще, але готуватися треба до гіршого. Якщо подібний сценарій торкнеться Києва чи Дніпра, наскільки стійкими виявляться побутові та бізнес-системи? Чи можливий тиждень без світла, води та зв'язку, і хто сьогодні до цього справді готовий? Чому Укренерго, попри заяви про готовність до будь-яких ситуацій, наполегливо радить подбати про резервне електроживлення для житла, генератори тощо? Розберімося разом.

Пояснюємо, що таке блекаут, катастрофа, за якої система стає некерованою

Сучасна енергосистема – це не просто лінії, які подають струм у розетку. Це величезний механізм, де кожен елемент пов'язаний з іншим. Електростанції виробляють енергію, підстанції регулюють напругу, диспетчери балансують навантаження. Все працює синхронно, як годинник.

Коли одна частина виходить з ладу, наприклад, пошкоджена підстанція або генерація різко падає, система повинна миттєво компенсувати втрату. Якщо цього немає, напруга просідає, автоматика відключає лінії, і починається «ефект доміно».

Так, у 2012-му в Індії відключення однієї лінії викликало обвал половини енергомережі. В Україні взимку 2022-2023 років відбувалося те саме: удари по ключових трансформаторах вибивали цілі області. Як це відбувається?

• Коли ракета потрапляє у підстанцію чи трансформатор, зникає зв'язок між станцією та споживачами. Електроенергію, яку виробляє станція, просто нема куди подати, навантаження різко падає.

• Станції не можуть працювати марно. Коли генерація перевищує споживання, починає зростати частота й автоматика відключає блоки, аби захистити обладнання.

• Що більше пошкоджень, то більше втрат зв'язку між регіонами. Система розпадається окремими «острівцями» – захід, центр, схід. Кожен намагається балансувати самостійно, але без загальної синхронізації система стає нестійкою.

• Щоб не обвалити всю мережу, диспетчери вручну відключають міста чи області, тимчасово рятуючи систему від повного блекауту.

А що таке повний блекаут в Україні, та як він виглядає? Це коли баланс порушений настільки, що вся енергосистема країни втрачає синхронізацію. Вже немає окремих «острівців», немає регіонів, які могли б працювати автономно: генератори та підстанції відключені чи не узгоджені між собою, лінії падають каскадом, а диспетчери втрачають можливість керувати мережею. Це паралізує всю інфраструктуру, що залежить від електроенергії:

• Уже за кілька хвилин розряджаються акумулятори у роутерах і базових станціях.

• Через 30-40 хвилин зникає мобільний зв’язок та інтернет.

• Ще за годину припиняється подача води.

• За кілька годин остигають системи опалення.

Починається найскладніше – відновлення. На відміну від звичайного відключення, коли достатньо просто подати живлення, після блекауту систему доводиться запускати з нуля. Генератори й підстанції вмикають поетапно: спочатку кілька електростанцій утворюють «острівець» зі стабільною частотою, потім до нього поступово під’єднують лінії, а далі – цілі регіони. Будь-яка помилка в цій послідовності може спричинити повторний обвал системи.

Тому відновлення займає не години, а дні. Енергетики називають цей процес "cold restart", холодний перезапуск.

Саме тому Blackout – це не просто збій, а системна катастрофа. Його не можна «вимкнути» або «ввімкнути» за наказом, як планове відключення. У цей момент енергія виходить з-під контролю, і повернення до норми вимагає колосальних зусиль, часу та злагодженої роботи всієї енергосистеми.

Чи варто Україні чекати блекаутів у майбутньому

Настав час розібратися, чому нас активно закликають ставити комплекти резервного живлення для дому, генератори, газові плити тощо. За оцінками енергетичних експертів, масштабного загальнонаціонального блекауту в Україні найближчого сезону не очікується, проте ризики локальних відключень залишаються високими. Причин кілька, і не всі пов'язані з військовими діями.

• По-перше, змінилася тактика російських ударів. Замість масованих атак по всій території країни ворог перейшов до поетапних точкових ударів по генерації та розподільних вузлах. Атаки чергуються: спочатку по регіонах, віддалених від великих енергетичних центрів, потім по великих ТЕС і ГЕС. Такий підхід не призводить до миттєвого обвалу системи, але створює постійний тиск на її стійкість. Енергетикам доводиться одночасно відновлювати пошкоджені об’єкти, балансувати мережу й забезпечувати роботу критичної інфраструктури.

• По-друге, сама енергосистема залишається вразливою через зношене обладнання та нерівномірну генерацію. Взимку навантаження зростає, а через ремонти й нестачу потужностей виникають дисбаланси між регіонами. Це може призводити до короткочасних «острівних» відключень. Навіть без нових атак мережа часто працює на межі можливостей, і будь-яке перевищення споживання в пікові години створює ризик локальних перевантажень.

Крім того, фахівці зазначають, що відновлення підстанцій і ліній триває у прискореному темпі, але запас міцності системи поки обмежений. Якщо зима буде холодною, а споживання зростатиме швидше, ніж відновлюються потужності, відключення можуть стати регулярними. Насамперед у східних та прифронтових містах.

Блекаути трапляються і без війни

Отже, енергосистема України працює, але залишається вразливою. Навіть без масштабних атак можливі ситуації, коли вона тимчасово втрачає баланс і переходить в аварійний режим.

Саме тому експерти, зокрема радник Офісу президента Тимофій Мілованов, наголошують на необхідності психологічної та технічної готовності: слід сприймати блекаути як частину реальності й готуватися заздалегідь. Подбати про генератори, УЗІП/стабілізатори, системи резервного живлення для квартири, які здатні підтримувати освітлення та роботу побутових приладів протягом кількох годин.

Тому питання не в тому, чи будуть відключення, а в тому, наскільки готовими до них будуть споживачі. Тим більш, катастрофи трапляються не тільки під час війни. Іноді достатньо однієї помилки, перевантаження або збою автоматики, щоб на кілька годин згасло ціле місто. Про те, що таке блекаути, знають багато країн. Наведемо кілька прикладів.

Індія, липень 2012 року

На півночі країни стояла спека, понад 40 градусів. Люди вмикали кондиціонери, насоси, вентилятори. Навантаження на мережу зростало, поки одна з ліній електропередач не перегрілася і не відключилася. Це викликало ланцюгову реакцію: диспетчери не встигли перерозподілити навантаження і система просто «впала».

Без світла залишилося 620 мільйонів людей, майже половина населення Індії. Потяги застрягли на коліях, ліфти зупинилися, у лікарнях увімкнули дизельні генератори. У Делі школярі писали іспити при свічках, а фермери розповідали, як тягли воду з колодязів вручну, аби урятувати врожай. Світло повернулося лише за два дні.

Італія, вересень 2003 року

О третій годині ночі спрацював захист на лінії зі Швейцарії. Через навантаження мережа не витримала, і вся Італія, окрім острова Сардинія, залишилася без світла.

Блекаут тривав близько 12 години. На півночі зупинилися електропоїзди, в аеропортах затримували рейси, а в Римі тисячі туристів опинилися у темряві у Колізеї.

І кожен такий блекаут нагадує, наскільки вразлива звична стабільність. Коли гасне світло, гасне не лише лампа, а й ілюзія, що енергія завжди буде поряд.

Як українці посилюють енергетичну стійкість країни

Досвід останніх років показав: стійкість енергосистеми залежить не тільки від потужності великих станцій, а й від того, наскільки рівномірно розподілені джерела генерації. Україна поступово переходить до моделі, де приватні будинки, підприємства та муніципальні установи стають активними учасниками енергетичного балансу, забезпечуючи себе електроенергією частково чи повністю.

Чому це працює

Електроенергію сьогодні можна не лише виробляти, а й зберігати локально. Сучасні гібридні сонячні станції з акумуляторами дають змогу забезпечити енергією будинок, офіс чи комунальний об’єкт навіть під час повного блекауту.

• Вдень сонячні панелі виробляють електроенергію та заряджають акумулятори.

• У разі зникнення напруги в мережі інвертор автоматично переводить систему в автономний режим, живлячи споживачів від батарей.

• Після відновлення електропостачання інвертор синхронізується з мережею й повертає систему до звичайного режиму роботи.

Усе це відбувається за частки секунди, без стрибків напруги та перебоїв. Процеси в критичних об’єктах (школах, лікарнях, серверних чи насосних станціях) не зупиняються навіть на мить.

Залежно від ємності акумуляторів, автономна система може підтримувати живлення у:

• приватному будинку до 8-12 годин (за умови середнього навантаження 3-5 кВт);

• Школі або адміністративній будівлі протягом 4-6 годин при навантаженні 8-10 кВт;

• медустанові до 10 годин, якщо оптимізувати споживання (відключити другорядні ланцюги, залишити лише освітлення та обладнання).

Якщо до системи додати генератор, вона зможе працювати тижнями: акумулятори забезпечують стабільне живлення з потрібною напругою, а генератор підключається тільки для підзарядки. Це знижує витрату палива та шумове навантаження.

Такі проєкти вже працюють та виручають під час відключень

Наприклад, Atmosfera встановила СЕС з АКБ на даху чернігівської школи №33: станцію потужністю 20 кВт та систему акумуляторів ємністю 38,4 кВт·год. Цього достатньо, аби забезпечити енергією 30 навчальних кабінетів та бомбосховище. Навіть у разі блекауту школа може працювати автономно до 5 годин.

Якщо відключення затягується на день або більше, можна оптимізувати навантаження. Наприклад, відключити другорядні ланцюги та залишити лише життєво важливі: опалення укриття, освітлення.

Схожі проєкти з'явилися у Харківській області, де добре знають, що це таке – блекаут у воєнний час. На дахах амбулаторій встановили сонячні панелі та акумуляторні системи. Лікарі розповідають: раніше під час процедур обладнання могло зупинитися у момент діагностики. Нині таких проблем немає.

Станції встановлено вже у дев'яти лікарнях України, шість із них у прифронтових районах. Економія – до 360 тисяч гривень з бюджетних коштів на рік, але головне – це безперервність роботи.

Під час торішніх блекаутів Сумське водоканалізаційне господарство запустило сонячну електростанцію для забезпечення електроенергією насосних станцій. Завдяки цьому, навіть коли місто залишалося без світла, насосне обладнання продовжувало працювати, і вода надходила у мережі.

Важливо діяти зараз: висновок від Atmosfera

Навіть часткова генерація від СЕС у поєднанні з акумуляторами та генератором дозволяє пережити блекаут без втрат. Зберегти світло, воду, тепло та зв'язок. Компанія Atmosfera впроваджує такі рішення у приватних будинках, бізнес-центрах та громадських об'єктах. Реальні проєкти показують: коли кожен об'єкт здатний підтримувати себе сам, вся енергосистема стає стійкішою. Так будується нова енергетика України, розподілена, гнучка та готова до будь-яких викликів.