دراسة تحذر: العواصف الشمسية تهدد شبكات الكهرباء

توصلت دراسة بحثية حديثة إلى أن العواصف الشمسية تلعب دورًا كبيرًا في التأثير سلبًا على الكهرباء، وهو ما قد يؤدي إلى أضرار كبيرة في الشبكات والمحولات.

الدراسة أجراها أستاذ الفيزياء وعلم الفلك بجامعة أيوا الأميركية، غريغوري هاوز، لمعرفة أثر التوهجات الشمسية، التي تمثّل عواصف عاتية تهب على سطح المجموعة الشمسية، ومن بينها كوكب الأرض، وتحديدًا على شبكات الكهرباء، حسبما أورد موقع قناة "سي بي إس2 أيوا" الأميركية.

وقال هاوز إن تغيير المجال المغناطيسي لسطح الأرض يمكن أن يضيف جهدًا فولتيًا في شبكة الطاقة الكهربائية، وقد يؤدي ذلك إلى حرق محولات ضخمة بحجم منزل قياسي، وقد ينجم عن ذلك احتراق البشر، ويمكن أن يستغرق إصلاح المحولات أسابيع أو ربما يتعين استبدالها إذا تعرضت لأضرار جسيمة.

العواصف الشمسية

في عام 2010، اتخذت الحكومة الأميركية إجراءات توعوية، للتحذير من هذه العواصف الشمسية، للمساعدة في حماية شبكة الكهرباء.

وفي 10 أغسطس/آب 2020، أدت العاصفة الشمسية "ديريتشو" إلى انقطاع التيار الكهربائي عن 1.4 مليون عميل في الغرب الأوسط الأميركي، وشهدت ولاية أيوا وحدها 585 ألف انقطاع للتيار الكهربائي في وقت الذروة.

ونتيجة عاصفة" ديريتشو"، بقي أكثر من 50 ألف عميل دون الكهرباء لأكثر من أسبوع بعد انحسارها.

التدابير الاحترازية لحماية شبكة الكهرباء

يدرك مزودو الطاقة -مثل أليانت إنرجي- أبعاد التهديد وعواقبه التي يمكن أن تمثلهما التوهجات الشمسية على البنية التحتية القائمة على كوكب الأرض، ولهذا تشارك "أليانت" في التدريبات والتمارين لمحاكاة تهديد الشبكة مثل التوهجات الشمسية.

وقال المتحدث باسم "أليانت"، مورغان هوك، إن خبراء الأرصاد يقدمون معلومات متوقعة وحالية عن طقس الفضاء، ثم تُحال المعلومات إلى محطات التوليد لمراقبة أي شيء غير عادي، مثل: الفولتية غير العادية، والقوة التفاعلية، ودرجات الحرارة غير الطبيعية، والضوضاء في المحولات.

ومن جانبه، قال هاوز إن كل شيء في الولايات المتحدة يعتمد على الكهرباء، وهناك تكلفة اقتصادية باهظة الثمن تنجم عن تعطّل شبكة الكهرباء بدافع الحذر، ولا توجد حتى الآن دقة في التوقعات لمعرفة موعد حدوث ذلك.

وفي 13 مارس/آذار 1989، أثرت عاصفة شمسية قوية على الأرض؛ وفي غضون دقيقتين فقط، أدى الجهد الكهربائي المضاف إلى الشبكة الكهربائية بسبب التوهج الشمسي إلى تعطّل شبكة الكهرباء، بأكملها، في مقاطعة كيبيك في كندا.

كما توقفت شبكة الكهرباء في شمال شرقي الولايات المتحدة أيضًا.

ورغم أن الولايات المتحدة قادرة على إعادة تشغيل الشبكة بسرعة نسبيًا، ظل ملايين الأشخاص في كندا دون كهرباء لأكثر من 12 ساعة.

وتُجدر الإشارة إلى أن منسقي الموثوقية -أو المنسقين المقيمين- منتشرون في جميع أنحاء الولايات المتحدة وكندا، وعلى أهبة الاستعداد، على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع.

فترة النشاط الشمسي

تتميز الشمس بفترة نشاط خاصة تُسمى الدورة الشمسية، وتشبه موسم الأعاصير على كوكب الأرض، كما تختلف هذه الدورات التي تبلغ مدتها 11 عامًا عن بعضها بعضًا من ناحية شدتها وهدوئها.

وقال هاوز إن الحد الأدنى من الطاقة الشمسية حدث في ديسمبر/كانون الأول 2019، والآن نحن نتجه نحو الحد الأقصى للطاقة الشمسية، إذ يتوقع أن يضربنا الحد الأقصى من الطاقة الشمسية في صيف عام 2025.

وأضاف "الآن نحن متجهون إلى الفترة الزمنية التي يجب أن نرى فيها كثيرًا من النشاط الشمسي؛ إذ يأتي النشاط على شكل توهجات من البقع الشمسية".

وقال هاوز إنه حتى خلال الدورة الشمسية المعتدلة يمكن للمرء أن يتوقع حدثًا كبيرًا وتوهجات شديدة الخطورة.

وتمثل البقع الشمسية اضطرابات على سطحها، ويمكن أن تنبعث منها التوهجات الشمسية، وتحدث هذه التوهجات نتيجة التفاعلات مع المجال المغناطيسي للشمس، لكن هذه التفاعلات غير مفهومة جيدًا.

ويُعدّ التنبؤ بظواهر الطقس في الفضاء أكثر صعوبة من العواصف على الأرض التي دُرِّست لعدة قرون.

وقال منسق البرنامج في مركز التنبؤ بالطقس الفضائي، بيل مورتاغ، إن قدرتنا على التنبؤ بالدورة الشمسية محدودة للغاية، ولقد شكّلنا مجموعة للتنبؤ الرسمي قبل عام أو نحو ذلك، واستنتجت معلومات أقل من المتوسط.

اقرأ أيضًا..

• دراسة: محطات الكهرباء بالغاز حل مثالي لمكافحة تغيّر المناخ
• دراسة: 4 مزايا ترجّح كفة شاحنات الغاز على نظيرتها الكهربائية