Yhdysvaltain liittovaltion sää- ja valtamerentutkimusorganisaatio NOAAn (National Oceanic and Atmospheric Administration) mukaan maahan osui toukokuun 11. päivänä 2024 voimakkain aurinkomyrsky vuoden 2003 jälkeen.
Geomagneettinen myrsky voi aiheuttaa häiriöitä esimerkiksi satelliitteihin, navigaattoreihin, radioyhteyksiin tai äärimmäisessä tapauksessa ongelmia sähkönjakeluun. Suomen sähköverkossa purkaus oli havaittavissa mittalaitteilla, mutta ei aiheuttanut häiriötä tai muita ongelmia sähkösiirtoon tai jakeluun.
Voimakas aurinkomyrsky on maailmalla raportoidusti aiheuttanut muutaman kerran laajan tai paikallisen sähkökatkon: Keväällä 1989 voimakas geomagneettinen myrsky aiheutti yhdeksän tuntia kestäneen sähkökatkon Kanadassa. Syksyllä 2003 aurinkomyrsky pimensi Malmön Ruotsissa ja vaurioitti muuntajia Etelä-Afrikassa. Mittaushistorian voimakkain aurinkomyrsky oli vuonna 1859, jolloin lennätinlinjojen liialliset virrat aiheuttivat sähköiskuja teknikoille ja jopa sytyttivät joitakin lennätinlaitteita tuleen. Tapahtumaa kutsutaan Carringtonin aurinkomyrskyksi sen havainneen brittitähtitieteilijän Richard Carringtonin mukaan.
Suomessa aurinkomyrsky ei ole aiheuttanut merkittävää häiriötä sähköjärjestelmälle.
Toukokuun aurinkomyrskyssä Auringossa tapahtui useita roihupurkauksia, joihin liittyvät koronan massapurkaukset osuivat maapalloon. Massapurkaukset näkyivät revontulina jopa Keski-Euroopassa asti.
Aurinkomyrsky on todennäköisempi, kun auringonpilkkuja esiintyy runsaasti. Toukokuussa tapahtuneet purkaukset olivat perujaan mittavasta auringonpilkkuryppäästä, joka oli 17 kertaa planeettaamme leveämpi.
Aurinkopilkkujen määrä vaihtelee 11 vuoden sykleissä ja niiden määrä lähestyy tällä hetkellä huippua, joka tuo mukanaan lisääntynyttä aktiivisuutta. Aurinkomyrskyjen vaikutukset ovat maapallolla sitä voimakkaammat, mitä lähempänä magneettista napaa havaintoalue sijaitsee, sillä aurinkotuulen hiukkaset pääsevät kulkeutumaan yläilmakehään napa-alueiden kautta.
Pientaajuiset sähkövirrat voivat aiheuttaa ongelmia sähköverkossa
Aurinkotuulen varaukselliset hiukkaset maapallon lähiavaruudessa saavat johdinjärjestelmissä kulkemaan pientaajuisia sähkövirtoja. Näitä sähkövirtoja kutsutaan geomagneettisesti indusoituneiksi virroiksi eli GI-virroiksi (GIC).
GI-virrat ovat erityisen ongelmallisia suurjännitteisissä sähköverkoissa, joiden muuntajissa GI-virrat voivat saada aikaan puolijaksottaista kyllästymistä. Tämän myötä muuntajissa loistehon kulutus kasvaa, yliaaltopitoisuus lisääntyy ja muuntajissa voi esiintyä paikallista ylikuumentumista.
Toukokuussa maapalloon osuneen aurinkomyrskyn aikana mitattiin suurimmillaan yli 40 ampeerin virta Huutokosken sähköaseman muuntajien tähtipisteessä.
Muuntajien läpi kulkeva virta saturoi muuntajia ja näkyi myös lievänä, muutamien Mvarien loistehon kulutuksen kasvuna muuntajaa kohden. Loistehon kulutuksen kasvu oli kuitenkin niin vähäistä, että jännitteiden hallintaan sillä ei ollut merkittävää vaikutusta. Virta ei aiheuttanut merkittäviä yliaaltopitoisuuksia tai lämpenemisiä muuntajissa.
Fingrid on analysoinut GI-virtojen aiheuttamaa riskiä sähköverkolle simuloinnein, joita on validoitu mittauksia vasten. Ilmatieteen laitoksen kanssa on tehty aiheen tiimoilta yhteistyötä jo 1970-luvulta lähtien.
Viimeisimpänä edistysaskeleena Ilmatieteen laitos pystyy toimittamaan 3D-maamalliin perustuvia sähkökentän voimakkuuksia Suomen alueelta. Sen avulla Fingridissä pystytään laskemaan verkkoon indusoituvat virrat ja niiden vaikutukset koko verkon osalta sekä validoimaan näitä laskelmia yksittäisten muuntajien tähtipisteistä mitattaviin virtoihin.
Teknisillä valinnoilla GI-virtoja pienentävä vaikutus
Suomessa sähköjärjestelmä sietää aurinkomyrskyn aiheuttamaa sähkökenttää verrattain hyvin. Syynä tähän on tehdyt tekniset valinnat sähköverkon laitteissa ja ennen kaikkea muuntajien maadoitustapa.
Suomessa käytetään täysmuuntajia, pitkät 400 kV -johdot on pääosin sarjakompensoitu ja verkko on suurimmilla jännitetasoilla pääosin maadoitettu maadoituskuristimien kautta. Kaikilla edellä mainituilla ratkaisuilla on GI-virtoja pienentävä vaikutus.
Riskianalyysin perusteella Suomen verkko kestää simulointien perusteella normaalissa verkon käyttötilanteessa noin kerran sadassa vuodessa esiintyvän aurinkomyrskyn, jossa sähkökentän voimakkuus voisi nousta keskimäärin 8 V/km -tasolle ilman merkittävää häiriötä.
Fingrid seuraa yhteistyössä Ilmatieteen laitoksen kanssa aurinkomyrskyjen vaikutuksia verkossa.
Lisää tietoa: Lauri Ala-Mutkan diplomityö Suomen kantaverkkoon geomagneettisesti indusoituvien sähkövirtojen laskenta
