Hầu hết mọi người đều có ý tưởng về “lưới” là gì, nhưng thường chỉ theo nghĩa rất chung chung. Mặc dù có thể dễ dàng xác định các thành phần của lưới điện như đường dây điện và thiết bị điện, nhưng việc hiểu hoạt động bên trong của lưới điện có vẻ bí ẩn khi cố gắng hình dung một mạng lưới quốc gia gồm các máy phát điện, hệ thống dây điện, nhà ở và tòa nhà.

Nói một cách đơn giản, hãy khám phá lưới điện thực sự là gì, lưới điện hoạt động như thế nào, tại sao lưới điện được sử dụng, lưới điện hiện đại hoạt động như thế nào để tạo và phân phối điện trên khắp Bắc Mỹ cũng như cách tích hợp năng lượng mặt trời tại nhà vào lưới.

Lưới là gì?

Lưới điện là một mạng lưới lớn, được kết nối với nhau gồm các thiết bị truyền tải điện tạo ra và cung cấp điện mới cho người tiêu dùng cuối cùng. Còn được gọi là âlưới điệnâ, âlưới điệnâ, âlưới điệnâ, hoặc âlưới điệnâ, lưới điện quốc gia cung cấp điện cho người dùng trong gia đình, tòa nhà thương mại, và các hoạt động công nghiệp lớn như nhau.

Lưới ở đâu?

Hãy nhìn xung quanh... lưới ở khắp mọi nơi!

Tại Hoa Kỳ, lưới truyền tải điện ở Bắc Mỹ trải dài khắp đất nước, từ bến cảng vận chuyển ở Alaska đến cột cuối cùng ở Florida Keys, với hàng triệu điểm kết nối ở giữa.

Là tổng thể của nhiều phần riêng lẻ khác nhau, lưới điện quốc gia được tạo thành từ một số lưới điện khu vực đã được kết nối với nhau để tạo thành một mạng lưới giữa các khu vực đông dân cư của Hoa Kỳ, Canada và một phần của Mexico.

Tại sao chúng ta cần lưới điện?

Nếu bạn đã từng cắm thứ gì đó vào ổ cắm điện ở nhà, thì bạn sẽ biết chính xác lý do tại sao chúng ta cần lưới điện. Từ điện thoại di động đến thiết bị nhà bếp và thậm chí cả thiết bị HVAC, điện là một nhu cầu thiết yếu của cuộc sống hiện đại. Ngày nay, chúng ta sử dụng lưới năng lượng để cung cấp năng lượng cho gần như mọi khía cạnh của xã hội, bao gồm giao thông vận tải, sản xuất, giải trí, v.v.

Đó là lý do tại sao chúng ta cần lưới điện â để việc tiếp cận điện được an toàn và sẵn có cho mọi người. Mặc dù bạn có thể sống không cần lưới điện và tự tạo ra điện, nhưng lưới điện quốc gia kết nối liền mạch các nhà máy điện tạo ra năng lượng với những người và tổ chức cần nó để điện khí hóa cuộc sống của họ. Hơn một thế kỷ hình thành, mạng lưới điện ở Bắc Mỹ đã phát triển và mở rộng cho hàng triệu người dùng từ nguồn gốc của Thành phố New York.

Cách thức hoạt động của lưới điện

Bất chấp tất cả sự phức tạp của nó, các hoạt động thiết yếu của lưới năng lượng có thể được chia thành ba bước đơn giản: phát điện, truyền tải và phân phối. Trong khi hình dạng của lưới điện hiện đại đang được biến đổi bởi các nguồn năng lượng mới, chức năng chính của lưới điện được kết nối để chia sẻ tài nguyên giữa những người sử dụng điện được kết nối sẽ luôn giữ nguyên.

Phát điện lên lưới

Để điện đi vào lưới điện, trước tiên nó phải được tạo ra bởi một nguồn nhiên liệu. Vào những năm 2020, năng lượng khả dụng được tạo ra ở nhiều dạng khác nhau với nhiều công suất khác nhau trên toàn cầu.

Theo triển vọng năng lượng ngắn hạn của Cơ quan Quản lý Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ, sản lượng điện hàng năm ở Hoa Kỳ vào năm 2021 bao gồm khoảng 38% khí đốt tự nhiên, 22% than đá, 14% nguồn năng lượng tái tạo (gió, mặt trời và sinh khối), 19 % hạt nhân và 6% thủy điện.

Biểu đồ thể hiện Sản xuất điện theo nguồn của Hoa Kỳ cho tất cả các lĩnh vực từ năm 2012 đến năm 2023, so sánh tỷ lệ phần trăm của khí đốt tự nhiên, than đá, hạt nhân, năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và gió, thủy điện và các nguồn khác.

Nhà máy điện:

Ngoài các cơ sở đốt than và khí đốt tự nhiên thường được gắn với thuật ngữ ânhà máy điệnâ, lượng điện khổng lồ cũng được tạo ra hàng ngày với các đập thủy điện, trong các trang trại năng lượng mặt trời nhiều megawatt và trên những ngọn đồi thoai thoải có gió. tua-bin.

Thế hệ phân tán:

Ngày nay, việc các chủ nhà và doanh nghiệp tạo ra điện của riêng họ cũng có thể được đưa vào lưới điện một cách an toàn thông qua các tấm pin mặt trời và kết nối tiện ích đã trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết. Trong triển vọng năng lượng của mình, EIA dự đoán rằng năng lượng mặt trời trên mái nhà dân cư sẽ chiếm gần hai phần ba công suất phát điện phân tán ngày càng tăng trong hai năm tới.

Truyền Tải Điện Qua Lưới Điện

Sau khi điện lưới được sản xuất, nó phải được chuyển đến bất cứ nơi nào cần thiết. Tại đây, các lô năng lượng lớn mới được truyền đến các trạm biến áp nhỏ hơn thông qua các máy biến áp làm thay đổi dòng điện để nó có thể truyền đi trên một khoảng cách dài và ở điện áp cao. Những đường dây truyền tải này là xương sống của lưới điện Bắc Mỹ.

Đường truyền rất dày và thường được hỗ trợ bởi các tháp kim loại lớn. Quan trọng, chúng là hai chiều, cho phép năng lượng được vận chuyển qua lại. Mặc dù chúng rất dễ phát hiện khi được lắp đặt trên cao, nhưng nhiều đường dây tải điện cũng được chôn an toàn dưới lòng đất.

Phân Phối Điện Từ Lưới Điện

Cuối cùng, sau khi đến một trạm biến áp cục bộ và đi qua một tháp chuyển mạch, năng lượng lưới điện sẽ được phân phối cho người dùng cuối thông qua các đường dây điện nhỏ hơn. Ở điện áp thấp hơn và với kích thước mỏng hơn so với đường dây truyền tải, đường dây phân phối có nhiều khả năng được hỗ trợ bởi các cột gỗ và chỉ có thể di chuyển điện theo một hướng, cách xa vị trí trung tâm.

Trong giai đoạn cuối cùng của chuỗi cung ứng năng lượng, điện phân phối cho một gia đình hoặc doanh nghiệp được ghi lại bằng đồng hồ đo điện của tài sản. Tại thời điểm này, điện được công ty điện lực địa phương bán cho người tiêu dùng cuối với giá dân dụng hoặc thương mại.