Ученые Швеции доказали, что 5G не скоро заменит кабельные сети в энергетике

🇸🇪 Исследователи из Лулео Технологического университета в Швеции решили выяснить, сможет ли связь 5G заменить привычные кабели в цифровых подстанциях. В ходе серии экспериментов они проверили, как новая технология справляется с ключевыми задачами — работой защит, передачей измерений и синхронизацией времени. И оказалось, что хотя беспроводная связь и обладает колоссальным потенциалом, до полного отказа от кабельной сети в энергетике пока далеко.

🤔 5G обещал революцию: теоретически задержку до 1 мс, гигабитные скорости и возможность подключать тысячи устройств. Однако в реальных условиях картина оказалась не такой радужной. В экспериментах средняя задержка в 5G составила 8,5 мс, а иногда доходила до 17–20 мс. Для сравнения, в Ethernet задержка стабильно составляет около 1 мс. Этот показатель критично важен для релейной защиты: если сигнал запаздывает, резервная защита может сработать раньше основной и отключить не только аварийный участок, но и работающие линии. Чтобы этого избежать, приходится увеличивать интервалы срабатывания, но тогда общее время отключения вырастает с привычных 65–75 мс до недопустимых для сетей сверхвысокого напряжения.

👉 Сложности возникли и с потоками измерений (Sampled Values). В сети 50 Гц формируется 4000 пакетов в секунду, и они должны идти строго по порядку. В Ethernet это выполняется, а в 5G пакеты часто приходят вперемешку. Чтобы выровнять их, нужны буферы в 6–10 раз больше обычных, а это повышает задержку обработки до 11 мс. Без буферов защита вообще не распознает аварийный ток, а с ними реагирует слишком медленно.

🤷 Третья проблема — синхронизация времени по протоколу IEEE 1588 (PTP). Для корректной работы защит нужна точность до микросекунд. Ethernet такую точность обеспечивает. В 5G же все иначе: достичь погрешности меньше 0,1 мс удается лишь в 14% случаев, а даже в пределах 1 мс — только примерно в 65% случаев. Это означает, что синхронизация постоянно срывается.

✊ Таким образом исследователи пришли к выводу, что в текущей конфигурации 5G не может заменить Ethernet для самых быстрых и ответственных задач в подстанциях. Она подходит для мониторинга, диспетчеризации и учета, но не для мгновенных отключений и точной синхронизации. Поэтому сейчас 5G — это скорее дополнение к кабельной сети, а не альтернатива. В будущем, с развитием технологий вроде URLLC, сетевого slicing и edge-computing, роль беспроводной связи вырастет. Но полного отказа от кабелей энергетике ждать еще рано.

📰 Материал доступен на сайте «Глобальной энергии»

😮В Югре испытали технологию бурения скважин титановыми иглами

Каждая игла из прочного легкого металла оснащена своим буровым инструментом диаметром 12 миллиметров. Иглы создают в породе вокруг горизонтальной скважины сеть искусственных боковых каналов. Технологию разработали специалисты «Газпром нефти» вместе с российскими инженерами и учеными.

Методика подходит для разработки тонких пластов с нефтью, добыть которую традиционными способами нельзя из-за сложной геологии — например, соседства залежи с большими объемами воды или природного газа. Благодаря бурению иглами можно будет добывать на 36% больше «трудной» нефти.

Подробнее о технологии — на сайте 👈

«Энергия+» | Онлайн-журнал

Ученые из Колумбии и Мексики испытали новый буй для выработки энергии из морских волн

🤝 Исследователи из Университета дель Норте в Колумбии вместе с коллегами из Автономного университета Кампече в Мексике испытали новый способ получения энергии из морских волн. Они сделали осциллирующий буй с маховиком, который превращает подъемы и спады волн в стабильное вращение генератора. Потенциал у этого открытия велик: океан способен давать до 2,15 ТВт в год, что сопоставимо с мощностью генерации десятков атомных электростанций.

👉 Чтобы проверить устройство, ученые испытывали его уменьшенную модель в бассейне в Кампече размером 15 × 9 м. Там создавались волны высотой от 0,02 до 0,40 м и периодом от 1 до 6 секунд. Движение снимали высокоскоростной камерой, а результаты сравнивали с компьютерной моделью в OpenFOAM. Совпадение оказалось почти идеальным: погрешность составила меньше 1%. Выяснилось, что буй работает особенно эффективно, когда его собственный ритм совпадает с ритмом волн, то есть находится в резонансе. В таком режиме мощность увеличивалась более чем втрое — с 15 до 47,6 Вт (в масштабе модели), а эффективность достигала 35%, что много для таких систем.

👍 В ходе экспериментов выявились четкие закономерности. Когда волны становятся выше, устройство выдает больше мощности почти по прямой зависимости: например, при росте высоты с 0,08 до 0,16 м его отдача удвоилась. Но вместе с этим падает относительная эффективность: при тех же условиях коэффициент захвата энергии уменьшается почти вдвое из-за турбулентности и внутренних потерь. Важную роль играет и размер буя. Небольшой буй диаметром 0,2 м показывает лучшие результаты при умеренных волнах. Крупный буй диаметром 0,8 м лучше справляется со штормами, но работает менее эффективно.

🤔 Главный вывод исследователей состоит в том, что универсальной конструкции не существует. Чтобы такие установки были выгодными, их нужно настраивать под конкретное море. В Карибском бассейне, где волны обычно достигают 2–3 м, оптимальны небольшие буи, рассчитанные на период колебаний около 8 секунд. В Атлантике или северных морях, где преобладает более сильное волнение, лучше подходят крупные и устойчивые конструкции.

💪 В целом же колумбийские и мексиканские ученые в очередной раз подтвердили, что море представляет собой гигантский источник неиспользуемой энергии, и для ее генерации необходимо учитывать ритмы конкретных течений и побережий.

📰 Материал доступен на сайте «Глобальной энергии»