Elektrik şebekelerinin 10 yıllık sırrı çözüldü! 5 kıtada her 60 saniyede bir gerçekleşiyor

Modern yaşamda kanıksanan unsurların başında, hayatın büyük bölümüne güç sağlayan devasa elektrik şebekeleri geliyor. Ancak bu şebekeler uzun yıllardır tuhaf ve düzenli bir davranış sergiliyor.

Şebekelerin frekansında her 60 saniyede bir küçük bir değişim meydana geliyor. Dalgalanma azaldıktan sonra tam bir dakika içinde yeniden ortaya çıkıyor.

Üstelik aynı durum yalnızca tek bir şebekede görülmüyor. Dünyanın farklı bölgelerinde, fiziksel olarak birbirinden izole çok sayıda elektrik şebekesinin aynı örüntüyü sergilediği belirlendi.

On yılı aşkın süredir yıldan yıla devam eden bu olağanüstü hassasiyet, olayın tesadüf olmadığını düşündürdü. Buna rağmen gizem uzun süre çözülemedi. Bilim insanları şimdi yanıtı bulduklarını düşünüyor ve açıklama şaşırtıcı derecede sıradan bir işleme dayanıyor.

Gizemli dalgalanmanın kaynağı yedek sistemler

Hastaneler, veri merkezleri ve araştırma tesisleri gibi yerlerde kullanılan bazı kesintisiz güç kaynakları, her dakika rutin akü kontrolleri gerçekleştiriyor. Bu kontroller elektrik talebinde küçük ancak ölçülebilir artışlar oluşturuyor.

Almanya'daki University of Cologne'da görev yapan fizikçi Dirk Witthaut liderliğindeki ekip, Nature Energy'de yayımlanan makalede, "Çok sayıda cihaz uyum içinde hareket ettiğinde, zararsız kontrol rutinleri bile sistemik açıdan önem kazanabilir" diye yazdı.

Araştırmacılar, "İstenmeyen senkronizasyon, büyük ölçekli siber-fiziksel enerji sistemlerinde tekrarlayan ve potansiyel olarak büyüyen salınımlı davranışlar meydana getirebilir" ifadelerini kullandı.

Elektrik şebekeleri sürekli bir dengeleme süreci yürütüyor. Herhangi bir anda üretilen elektrik enerjisi miktarının tüketilen miktarla yakından eşleşmesi gerekiyor.

Britain'de bu dengenin yol açabileceği zorlukların en bilinen örneklerinden biri "TV pickup" olarak adlandırılıyor. Bu ifade, televizyon programlarındaki reklam aralarında çok sayıda kişinin aynı anda çay yapmak için elektrikli su ısıtıcılarını çalıştırmasıyla talepte yaşanan artışı tanımlıyor.

Şebeke operatörleri bu artışı öngörmeyi öğrendi ve dijital yayın platformlarının yaygınlaşmasıyla sorun daha az önem taşıyan bir hâle geldi. Ancak kraliyet ailesiyle ilgili programlar ve futbol maçları gibi ülke çapında ilgi gören yayınlar sırasında hâlâ çok büyük bir talep oluşabiliyor.

Talep ve arz arasındaki değişimler, şebekeden akan alternatif akımın frekansını etkiliyor. Bu frekans, dünyanın neresinde yaşandığına bağlı olarak genellikle 50 veya 60 hertz oluyor. Talep arzı aştığında frekans düşüyor, arz talebi aştığında ise yükseliyor.

Bu dalgalanmalar genellikle küçük ve düzensiz seyrediyor. Şebeke operatörleri de sistemi dengede tutmak için sürekli çalışıyor. Ancak 60 saniyede bir olağanüstü bir hassasiyetle tekrarlanan bir dalgalanmanın, birbirine bağlı olmayan ve 5 kıtaya yayılan şebekelerde görülmesi farklı bir sorun oluşturuyor.

İpuçları 2014 yılına uzanıyor

Bu olguya ilişkin ilk ipuçları en azından 2014'e kadar uzanıyor. Araştırmacılar o yıl Scandinavia'da şebeke frekansında dakika ölçeğinde alışılmadık dalgalanmalar tespit etti.

Bu tür salınımlar hidroelektrik sistemlerle ilişkilendirildi. Ancak benzer örüntüler continental Europe, Britain, Australia ve the United States'teki elektrik şebekelerinde de görüldü.

Dalgalanmalar küçüktü ancak fiziksel olarak izole sistemler de dahil olmak üzere, boyutları ve yapıları büyük farklılık gösteren şebekelerde olağanüstü bir hassasiyetle tekrarlanıyordu. Ayrıca dikkat çekici biçimde kalıcıydı. Hidroelektrik sistemler tek başına bu gizemli nabzı açıklayamıyordu.

Witthaut ve meslektaşları, sorunu çözmek için Almanya'daki Forschungszentrum Jülich araştırma kampüsündeki binalardan alınan yüksek çözünürlüklü elektrik ölçümlerini analiz etti.