Переживут ли солнечные панели ядерный ЭМИ (боже мой, зачем нам об этом думать?)

Из-за того, что иногда кажется ежедневными заголовками новостей о нестабильных лидерах стран-изгоев, угрожающих ядерными атаками, люди по понятным причинам обеспокоены тем, что цивилизация может скоро закончиться. Некоторые другие люди считают, что цивилизация в последнее время не чувствовала себя очень цивилизованной, и, возможно, пришло время либо радикально улучшить ее, либо уже покончить с этим.

Как бы вы ни относились к нашей надвигающейся гибели, страх перед косвенными последствиями ядерной атаки заставил многих наших читателей задаться вопросом, могут ли солнечные панели выжить и как. Хороший вопрос!

Во-первых, давайте разберемся с контекстом и объяснением:

Здесь следует беспокоиться о том, что известно как ядерный электромагнитный импульс, или сокращенно ЭМИ. Если ядерное оружие достаточного размера взорвется высоко в атмосфере, ЭМИ может разрушить все, что использует электронные схемы, потенциально вызывая необратимые повреждения электроники в автомобилях, самолетах, электросети США и, да, вашей домашней солнечной системе.Конечно, если ядерная бомба взорвется немного ближе к земле, ЭМИ будет наименьшей из ваших забот.

Как работает ЭМИ?

По сути, ядерный ЭМИ разрушает магнитное поле Земли до такой степени, что заставляет электроны раскручиваться по спирали повсюду, спонтанно сбивая электронику на своем пути. Ядерный ЭМИ состоит из трех фаз: E1, E2 и E3.

Е1 — самый разрушительный и быстродействующий импульс, огромный всплеск гамма-излучения, который насыщает каждый метр воздуха в пределах своего значительного диапазона электричеством до 50 000 вольт в течение нескольких наносекунд после ядерного взрыва.

Вот посмотрите, какую площадь суши может покрыть высотный ядерный ЭМИ по сравнению, скажем, с Соединенными Штатами Америки:

о нет, мы обречены

Вся эта карта испытает E1 почти одновременно со взрывом.

E2 больше похож на молнию, и это хорошо, потому что наша электросеть имеет множество встроенных средств защиты от молнии, но плохо, потому что следует за E1, который в значительной степени уничтожит все, что было бы защищено от E2.

E3 — это более медленный импульс, который может создавать геомагнитно-индуцированные токи в длинных электрических проводниках. Проще говоря, это означает, что такие вещи, как телефонные провода и линии электропередач, будут медленно накапливать большой заряд, который затем может разрядить электронику по пути. Такие вещи, как силовые трансформаторы и оборудование сетевых подстанций, скорее всего, вернутся в темные века, а вместе с ними и вся наша драгоценная электроэнергия.

Так что же происходит?

Что ж, правительство США заказало несколько исследований эффектов и вероятных последствий ЭМИ-атаки, развернутой против страны. В отчете 2004 г. содержался небольшой фрагмент о влиянии импульсов E1, 2 и 3: «Последовательность компонентов E1, E2 и затем E3 в ЭМИ важна, поскольку каждый из них может причинить ущерб, а более поздний ущерб может быть увеличен по мере того, как результат ранее нанесенного ущерба».

Устранение проблем, вызванных ЭМИ достаточной величины, потребует от недель до месяцев замены критических компонентов электрической системы и медленной повторной стабилизации электрической сети. Если вы потеряете энергию после события ЭМИ, вам лучше быть готовым к полугоду или большему количеству холодного супа и бродячим бандам голодных бывших соседей, охотящихся за супом, как у вас.

Здесь нет супа. Давайте попробуем дом Джима.

Улп. Может быть, эти готовящиеся к судному дню правы. О, и на случай, если вы не настолько беспокоитесь, чтобы не спать по ночам, всегда есть коронарные массовые выбросы, которые заставят вас нуждаться в этом мелатонине.

Подождите, что такое корональные выбросы массы?

Корональный выброс массы, для краткости называемый «CME», представляет собой огромную солнечную вспышку, которая посылает волны заряженных частиц через пространство в направлении, соответствующем месту на Солнце, из которого возник CME.

Такие вещи на самом деле случаются довольно часто; от одного раза в неделю до нескольких раз в день в зависимости от солнечной активности. Обычно мы не слишком много о них думаем, потому что они редко влияют на нас, но когда они очень большие и направлены в правильном направлении…

Ну это не так уж и плохо

Но когда они очень, очень большие и направлены в правильном направлении… это очень похоже на компонент Е3 ядерного ЭМИ и может отключить энергосистему почти таким же образом.

На самом деле, когда в 1859 году произошел первый современный зарегистрированный CME, он уничтожил огромные части телеграфной системы, также известной как «викторианского Интернета».

«О, придурки, все мои чаты не работают».

С тех пор у нас не было такого крупного удара по Земле, но в 2012 году произошел очень близкий промах, который мог стоить США 2 триллиона долларов и вывести из строя огромные трансформаторы, на ремонт которых ушли бы годы.

Но есть только 12-процентная вероятность того, что подобный КВМ столкнется с Землей в ближайшие 10 лет, так что не беспокойтесь, приятель, ха-ха-ха-ха-ха-ха-ха-ха-ха.

В любом случае, если ЭМИ отключит сеть, у вас могут быть проблемы похуже.

Что может быть хуже живых зомби, грабящих дома своих более слабых бывших друзей? Термоядерная война.

Чтобы вызвать ядерный ЭМИ достаточной мощности, чтобы вывести из строя большую часть энергосистемы США, потребуются, как минимум: межконтинентальные баллистические ракеты, ядерные боеголовки и полное игнорирование последствий. Если бы страна с оружием, достаточным для такого взрыва, произвела бы его, мы были бы в состоянии термоядерной войны, и защита наших запасов еды (не говоря уже о том, чтобы заряжать наши смартфоны), вероятно, была бы наименьшей из наших забот.

Больше всего наших забот

Теперь, конечно, некоторые люди могут справедливо указать, что недавняя риторика и свидетельства испытаний межконтинентальных баллистических ракет из Северной Кореи представляют собой именно тот сценарий конца света, который мы здесь описываем, и, о боже, я снова начинаю паниковать.

Достаточно сказать, что вы «гипотетически» захотите узнать, что может случиться с солнечными панелями и связанным с ними оборудованием в «гипотетическом» случае атаки. Итак, мы предположим, что ЭМИ, описанный выше, произойдет когда-нибудь в будущем, и будем исходить из этого:

Так что на самом деле… выдержат ли солнечные панели ЭМИ?

Короче говоря? Вероятно, не так хорошо, если они подключены и работают во время импульса. Извините, что я депрессант.

Хорошая новость заключается в том, что солнечные панели сами по себе содержат очень мало электроники, на которую может повлиять ЭМИ. Плохая новость заключается в том, что они обычно подключаются к проводам, по которым протекает ток, что делает их уязвимыми к повреждениям.

Это потому, что провода действуют как антенны, которые собирают сигналы импульсов, как в случае компонента E3 ЭМИ. Любые панели, прикрепленные к сети, почти наверняка пострадают от ядерного ЭМИ. Пульс может не отключить их полностью, но, вероятно, их функциональность будет значительно снижена. Даже если панели подключены в автономную солнечную конфигурацию; если они будут подключены во время взрыва, они, вероятно, получат серьезные повреждения.

Вдобавок ко всему, чувствительная электроника внутри солнечного инвертора и контроллера заряда, скорее всего, будет сожжена E1 до того, как исчезнут панели. Есть шанс, что сами панели выдержат взрыв, но тогда вам придется заменить остальные компоненты.

Как сохранить ваши солнечные вещи с защитой от ЭМИ

Как мы уже говорили выше, провода действуют как антенны для панелей, и чем длиннее становятся провода, тем выше вероятность повреждения. Но если панели ни к чему не подключены, они, вероятно, вообще не пострадают. Также вероятно, что солнечные инверторы, контроллеры заряда, компьютеры, смартфоны и многое другое не пострадают, если они не включены и не подключены к сети.

Но чтобы быть особенно уверенным, вам нужно использовать какой-то метод защиты от ЭМИ, например…

Построить клетку Фарадея.

Клетка Фарадея — это простое устройство, защищающее чувствительную электронику от электромагнитного (ЭМ) излучения. По сути, это просто коробка с непроводящим электричеством каркасом, обернутым в металлическую сетку, которая проводит электричество и электромагнитное излучение и защищает содержимое от поражения электрическим током.

Электроника внутри клетки Фарадея должна быть в состоянии выдержать воздействие ядерного ЭМИ, особенно если она хранится… знаете, в вашем бункере со всеми остальными вашими запасами на будущее. Можно сказать, что электроника, хранящаяся в клетке Фарадея, — это армейский паек мира гаджетов.

Приобретите солнечный инвертор с защитой от ЭМИ

Вы можете попробовать установить клетку Фарадея вокруг вашего солнечного оборудования, но опять же, если она подключена, это не помешает импульсу E3 поджарить ваши печатные платы. Однако есть компания, которая сделала всю работу за вас.

Солнечные инверторы Sol-Ark защищены от ЭМИ, что означает, что они специально разработаны, чтобы выдерживать все нарушения ЭМИ, будь то ядерное оружие или солнце. Они даже позволяют легко подключать батареи, чтобы вы могли прожить день после отключения сети.

Ознакомьтесь с инверторами/контроллерами заряда Sol-Ark здесь и повеселитесь, посмотрев это видео о том, как они уничтожают различные объекты с помощью ЭМИ:

Бен Зентара

Аналитик и исследователь солнечной политики

Бен — писатель, исследователь и эксперт по анализу данных, который работал с клиентами в секторах устойчивого развития, государственного управления и экологически чистой энергетики.