Иднината лежи во преносот на електрична енергија со помош на еднонасочна струја? Светскиот архипелаг и неговата мрежа
Денес, повеќето високонапонски далноводи се засноваат на наизменична струја. Сепак, развојот на нови извори на енергија, соларни и ветерни електрани, лоцирани далеку од населените места и индустриските потрошувачи, бара преносни мрежи, понекогаш дури и на континентално ниво. И тука, како што се испостави, HVDC е подобар од HVAC.
висок напон DC линија (кратенка од High Voltage Direct Current) имаат подобра способност да носат големи количини на енергија отколку HVAC (кратенка од High Voltage Alternate Current) за долги растојанија. Можеби поважен аргумент е пониската цена на таквото решение на долги растојанија. Ова значи дека е многу корисно за обезбедување електрична енергија на долги растојанија од локациите за обновлива енергија кои ги поврзуваат островите со копното, па дури и потенцијално дури и различните континенти едни со други.
HVAC линија бараат изградба на огромни кули и влечни линии. Ова често предизвикува протести кај локалните жители. HVDC може да се постави на било која голема далечина под земја, без ризик од големи загуби на енергијакако што е случајот со скриените AC мрежи. Ова е малку поскапо решение, но е начин да се избегнат многу проблеми со кои се соочуваат преносните мрежи. Се разбира, за пренос од Регионот Колумбија може да се приспособат постоечки и општествено прифатливи далекуводи со високи столбови. Ова значи дека можете да испратите повеќе енергија преку истите линии.
Има многу проблеми со преносот на наизменична струја кои им се добро познати на енергетските инженери. Тие вклучуваат, меѓу другото генерирање на електромагнетни полињакако резултат на тоа, линиите се високо над земјата и се оддалечени една од друга. Има и топлински загуби во почвата и водената средина и многу други потешкотии кои научиле да се справуваат со времето, но кои продолжуваат да ја оптоваруваат енергетската економија. Мрежите за наизменична струја бараат многу инженерски компромиси, но користењето наизменична струја е секако исплатливо за пренос. електрична енергија на долги растојанијазатоа, во повеќето ситуации, ова не се нерешливи проблеми. Сепак, тоа не значи дека не можете да користите подобро решение.
Ќе има ли глобална енергетска мрежа?
Во 1954 година, АББ изградил потонат 96 километри високонапонски далновод помеѓу шведското копно и островот (1). Како е влечењето ви овозможува да добиете двојно поголем напон што има наизменична струја. Подземните и подморските еднонасочни линии не ја губат својата преносна ефикасност во споредба со надземните водови. Директната струја не создава електромагнетно поле што би влијаело на други проводници, земја или вода. Дебелината на проводниците може да биде која било, бидејќи директната струја нема тенденција да тече над површината на проводникот. DC нема фреквенција, па затоа е полесно да се поврзат две мрежи со различни фреквенции и да се претворат назад во AC.
сепак Д.Ц. тој сè уште има две ограничувања кои го спречуваа да го преземе светот, барем до неодамна. Прво, конверторите на напон беа многу поскапи од едноставните физички AC конвертори. Сепак, цената на DC трансформаторите (2) брзо паѓа. Намалувањето на трошоците влијае и од фактот што се зголемува бројот на уреди кои користат директна струја на страната на енергетски насочените приемници.
2. Сименс еднонасочен трансформатор
Вториот проблем е тоа висок напон DC прекинувачи (осигурувачи) беа неефикасни. Прекинувачите се компоненти кои ги штитат електричните системи од преоптоварување. DC механички прекинувачи беа премногу бавни. Од друга страна, иако електронските прекинувачи се доста брзи, нивното активирање досега се поврзуваше со големи, дури 30 проценти. губење на моќност. Ова беше тешко да се надмине, но неодамна беше постигнато со новата генерација на хибридни прекинувачи.
Ако им се верува на неодамнешните извештаи, ние сме на добар пат да ги надминеме техничките предизвици што ги мачеа решенијата за HVDC. Значи, време е да се префрлиме на несомнените придобивки. Анализите покажуваат дека на одредено растојание, по преминувањето на т.н.рамнотежна точка» (околу 600-800 km), алтернативата HVDC, иако нејзините првични трошоци се повисоки од трошоците за стартување на инсталациите за наизменична струја, секогаш резултира со пониски трошоци за вкупната преносна мрежа. Редовното растојание за подморските кабли е многу пократко (обично околу 50 km) отколку за надземни водови (3).
3. Споредете ги инвестициите и трошоците за пренос на енергија помеѓу HVAC и HVDC.
DC терминал тие секогаш ќе бидат поскапи од AC терминалите, едноставно затоа што мора да имаат компоненти за конвертирање на DC напон, како и конверзија од DC во AC. Но, конверзијата на DC напон и прекинувачите се поевтини. Оваа сметка станува се попрофитабилна.
Во моментов, загубите во преносот во современите мрежи се движат од 7%. до 15 проценти за терестријален пренос базиран на наизменична струја. Во случај на DC пренос, тие се многу пониски и остануваат ниски дури и кога каблите се поставени под вода или под земја.
Значи, HVDC има смисла за подолги делови од земјиштето. Друго место каде што ова ќе функционира е населението расфрлано низ островите. Индонезија е добар пример. Населението е 261 милион луѓе кои живеат на околу шест илјади острови. Многу од овие острови моментално зависат од нафта и дизел гориво. Јапонија има сличен проблем со 6 острови, од кои 852 се населени.
Јапонија размислува за изградба на две големи високонапонски далноводи со еднонасочна струја со континентална Азија.што ќе овозможи да се ослободи од потребата за самостојно производство и управување со целата нивна електрична енергија во ограничена географска област со значителни теренски тешкотии. На сличен начин се распоредени и такви земји како Велика Британија, Данска и многу други.
Традиционално, Кина размислува на скала што ја надминува онаа на другите земји. Компанијата, која управува со државната електрична мрежа во земјата, излезе со идеја за изградба на глобална високонапонска DC мрежа која ќе ги поврзе сите ветерни и соларни електрани во светот до 2050 година. Таквото решение, плус техниките за паметна мрежа кои динамично ја распределуваат и дистрибуираат енергијата од места каде што се произведува во големи количини до места каде што е потребно во моментот, би можело да овозможи читање на „Млад техничар“ под светлината на ламба напојувана. со енергија генерирана од ветерници лоцирани некаде во јужниот дел на Пацификот. На крајот на краиштата, целиот свет е еден вид архипелаг.
