Električna energija je oblik energije koji se proizvodi korišćenjem različitih izvora. Elektrane su fabrike za struju koje je generišu iz uglja, prirodnog gasa, uranijuma, vode, vetra ili sunčeve svetlosti. Nakon proizvodnje, struja se prenosi kroz mrežu prenosnih i distributivnih kablova, poznatu kao elektroenergetski sistem, i stiže do domova i preduzeća.

Da bi mreža ostala stabilna, električna energija mora biti dostupna na zahtev. Kada neko uključi svetlo, energija se crpi iz mreže, a generator mora odmah da doda istu količinu energije. Ako dođe do neravnoteže, čak i na nekoliko sekundi, može doći do nestanka struje.

Operatori sistema koriste senzore i sofisticirane računare kako bi pratili potrošnju električne energije i prilagođavali proizvodnju prema potrebi. Ukupna potrošnja, poznata kao opterećenje, varira od časa do časa i od sezone do sezone. Da biste to shvatili, razmislite koliko struje koristi vaš dom tokom dana u odnosu na noć ili tokom vrućeg letnjeg talasa u odnosu na hladan jesenji dan.

Kako bi mreža odgovorila na nagli skok potrošnje?

Ako bi svi ljudi na svetu odjednom uključili svetla, stvorila bi se ogromna i iznenadna potražnja za električnom energijom. Elektrane bi morale veoma brzo da povećaju proizvodnju kako bi se izbegao kolaps sistema. Međutim, različite elektrane na različite načine reaguju na promene potrošnje.

Termolektrane na ugalj i nuklearne elektrane mogu da proizvode veliku količinu struje u bilo kom trenutku, ali ako su isključene zbog održavanja ili kvara, njihovo ponovno uključivanje može trajati satima. Takođe, sporo reaguju na promene opterećenja.

Elektrane na prirodni gas brže odgovaraju promenama opterećenja, pa se obično koriste kada je potrebna dodatna energija, na primer tokom toplih sunčanih popodneva leta.

Obnovljivi izvori energije, poput solarnih, vetro i hidroelektrana, proizvode manje zagađenja, ali se teže kontrolišu. Vetar ne duva uvek istom brzinom, a sunčeva svetlost nije jednaka svaki dan. Menadžeri mreža koriste velike baterije kako bi izravnali tok energije dok potrošnja raste i opada, ali još uvek nije moguće skladištiti dovoljno električne energije da se napoji ceo grad ili mesto. Baterije bi bile preskupe i brzo bi se ispraznile.

Neke hidroelektrane mogu da pumpaju vodu u jezera kada je potrošnja niska, a potom da je oslobađaju kroz turbine da bi proizvodile struju kada je potražnja velika.

Zašto ne bi došlo do totalnog kolapsa?

Srećom, iako svi uključe svetla odjednom, dva faktora bi sprečila potpuni pad sistema. Prvo, ne postoji jedna svetska elektroenergetska mreža. Većina zemalja ima svoje mreže, ili više regionalnih mreža.

Susedne mreže, poput onih u SAD i Kanadi, obično su povezane kako bi zemljama omogućile razmenu električne energije preko granica. Međutim, one se mogu brzo odvojiti, pa čak i ako bi struja nestala u nekim područjima, malo je verovatno da bi sve mreže pale istovremeno.

Drugo, u poslednjih 20 godina LED sijalice su zamenile mnoge starije svetlosne izvore. LED svetla rade drugačije od starijih sijalica i proizvode mnogo više svetla po jedinici potrošene energije, pa zahtevaju manje struje iz mreže.

Prema podacima američkog Ministarstva energetike, korišćenje LED sijalica u prosečnom domaćinstvu štedi oko 225 dolara godišnje. 

Više svetla, manje zvezda

Pored samog napajanja svetala, važno je razmisliti gde bi sav taj svetao zrak odlazio. Nagli porast osvetljenja dramatično bi povećao svetlosno zagađenje - izmaglicu koja prekriva gradove noću.

Svetlosna izmaglica nastaje kada se svetlo odbija od čestica prašine i izmaglice u vazduhu, stvarajući difuzno svetlo koje zaklanja noćno nebo. Svetlo je teško kontrolisati, jer se odbija od svetlih površina, poput prozora automobila ili betona.

Noćno osvetljenje se često preterano koristi. Prazne kancelarije sa svetlima koja gore non-stop ili ulična svetla koja svetle uvis umesto na trotoare i ulice dodatno pogoršavaju problem. Čak i dobro dizajnirani sistemi osvetljenja mogu doprineti tome da gradovi i autoputevi budu vidljivi iz svemira, dok zvezde nestaju sa neba. Svetlosno zagađenje može narušiti ljudsko zdravlje, ometajući prirodne cikluse spavanja i budnosti. Takođe može dezorijentisati insekte, ptice, morske kornjače i druge životinje.

Ako bi svi ljudi na svetu uključili svetla odjednom, potrošnja struje bi se umereno povećala, ali bi svetlosno zagađenje značajno poraslo, a noćno nebo izgubilo zvezde. To definitivno ne bi bio privlačan prizor.