Til hovedinnhold

Skaffer ny viten om solstormer

Skaffer ny viten om solstormer

Publisert 14. juni 2016

Et voldsomt utbrudd fra solen kan forstyrre jordens magnetfelt, som kan påvirke kraftnettet. Det hvite hus i Washington forbereder seg. Det gjør også kraftbransjen i Norge.

Innlegget Skaffer ny viten om solstormer dukket først opp på Gemini.no.

Main intro image
Hvor mye skade kan solstormer forårsake? Det skal norske forskere nå finne ut. Illustrasjon: Shutterstock.

Noe av det som er spesielt med solstormer, og som gjør det viktig å være forberedt, er at de rammer store geografiske områder samtidig. I 1989 slo en kraftig solstorm ut kraftsystemet i Quebec i Canada, og i 2003 mørkla en solstorm nordvestre USA, med store økonomiske konsekvenser. Spesielt i vårt samfunn som er så avhengig av teknologi og infrastruktur kan solstormer få store konsekvenser.

Nå skal SINTEF og NTNU forske på solstormers påvirkning på kraftforsyningen for Statnett, NVE og Statkraft.

–  Solstormer kan føre til stabilitetsproblemer slik at man mister strømmen. I verste fall kan også solstormer påføre varig skade på utstyr, som transformatorer, noe som vil kunne gi langvarige strømbrudd, sier energiforsker og prosjektleder Atle Pedersen i SINTEF.

Studert solstormer siden 90-tallet

–  Vi venter vel egentlig på at noe «stort» skal skje, sier Trond Magne Ohnstad i Statnett, som har interessert seg for solstormer siden slutten av 90-tallet. Jeg ønsket allerede da å finne ut om solstorm er en reell trussel for kraftforsyningen.

I starten leste Trond Magne Ohnstad seg opp i internasjonale artikler og rapporter, og i 1999 satte Statnett opp måleutstyr på en transformator og registrerte geomagnetisk indusert strøm (GIC), som oppstår etter solstormer. Siden 2003 har målingene blitt utvidet til flere steder.

– Jeg ønsker å bygge et større kompetansemiljø på tema i Norge, og derfor har vi satt i gang med en forstudie på solstormer, sier Ohnstad i Statnett.

Bakgrunnen for det er at Statnett er i gang med et historisk investeringsløft i kraftnettet. Det norske kraftsystemet er i dag ikke spesielt sårbart for solstormer, men ifølge Statnett er det viktig å opprettholde kompetansen på solstormer for å sikre at nettet forblir stabilt også i framtida.

Forbereder seg mot ekstremromvær

I oktober 2015 presenterte Det hvite hus en strategisk plan for også å forberede seg mot ekstreme solstormer.

Her hjemme gjør Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE) det samme:

–  I de senere år har oppmerksomheten rundt mulige problemer og skader på grunn av solstormer vært økende. NVE har tatt tak i dette, sier Helge Ulsberg, sjefingeniør i NVE.

I deres forskrift om forebyggende sikkerhet og beredskap i energiforsyningen fra 2013 trekkes det fram to typer hendelser som forårsakes av solstormer, og som det må iverksettes tiltak mot: Den ene dreier seg om å unngå forstyrrelser i tidsangivelsen fra GPS. Den andre handler om å beskytte transformatorer.

Vil være best mulig forberedt

Hos SINTEF og NTNU har energiforskerne lang erfaring med å løse lignende utfordringer i kraftsystemet. Nå skal de vurdere risikoen for solstormer, og finne ut hva som er de mest nødvendige og kostnadseffektive tiltakene.

– Når solstormen er varslet, hvordan skal man forberede seg best mulig? Dette skal vi forsøke å finne ut av i prosjektet, avslutter forsker og prosjektleder Atle Pedersen i SINTEF.

Forprosjekt er finansiert av Statnett, NVE og Statkraft. SINTEF Energi har ledelsen og NTNU er forskningspartner i prosjektet.

Hvordan kan solstormer lage krøll i kraftnettet?

Forsker i SINTEF Energi, Olve Mo, forklarer:

En solstorm kan sende en jetstrøm av elektrisk ladde partikler mot jorda i svært høy hastighet.

En jet av ladde partikler er i praksis en elektrisk strøm som varierer. En varierende elektrisk strøm vil føre til at nærliggende materialer som kan lede strøm blir strømførende, litt som i en induksjonsovn. Når en sterk jetstrøm av ladde partikler fra en solstorm sveiper langs jordkloden får vi samme effekt: den forårsaker strømmer i metallkonstruksjoner og ledende materialer.

solstormillDet gjør at kraftlinjer er spesielt eksponerte på grunn av deres store utstrekning og fordi de er elektrisk isolerte fra jord.

Størrelsen på strømmen av ladde partikler fra sola varierer under solstormen. Det kan ta med mange minutter mellom hvert maks-strøm med partikler. Strømmene som dette forårsaker i kraftlinjene vil variere med samme frekvens som variasjonen i strømmen av ladde partikler.

Dermed vil strømmen som solstormen forårsaker i kraftlinjene få en mye langsommere variasjon (lavere frekvens) enn den normale frekvensen i nettet (Kraftnettet i Norge har 50hz med repeterende maksverdi 50 ganger i sekundet).

Derfor sier en gjerne at solstormene forårsaker likestrømmer i kraftledningene, selv om det egentlig er en veldig langsomtvarierende, uregelmessig, vekselstrøm.

Likestrømmen er problemets kjerne: Transformatorer som er viktige komponenter i kraftnettet er svært følsomme for likestrømmer og langsomtvarierende strømmer. Transformatorene kan i slike tilfeller selv ta skade. Under påvirkning av likestrøm kan de også forårsake indirekte problemer som ustabilitet og utilsiktet utkobling av brytere, slik at store områder mørklegges.

Innlegget Skaffer ny viten om solstormer dukket først opp på Gemini.no.

Denne saken er hentet fra Gemini.no - Forskningsnytt fra NTNU og SINTEF