Er fremtiden for elektrisitetsoverføring ved hjelp av likestrøm? Verdensskjærgården og dens nettverk

I dag er de fleste høyspentledninger basert på vekselstrøm. Utviklingen av nye energikilder, sol- og vindkraftverk, lokalisert langt fra bygder og industrielle forbrukere, krever imidlertid overføringsnettverk, noen ganger til og med på kontinental skala. Og her, som det viste seg, er HVDC bedre enn HVAC.

høyspent DC linje (forkortelse for High Voltage Direct Current) har en bedre evne til å bære store mengder energi enn HVAC (forkortelse for High Voltage Alternate Current) for lange avstander. Et kanskje viktigere argument er lavere kostnad ved en slik løsning over lange avstander. Dette betyr at det er veldig nyttig for gir strøm over lange avstander fra fornybare energisteder som forbinder øyer med fastlandet og til og med potensielt forskjellige kontinenter til hverandre.

VVS linje krever bygging av enorme tårn og trekklinjer. Dette forårsaker ofte protester fra lokale innbyggere. HVDC kan legges på lang avstand under jorden, uten risiko for store energitapsom tilfellet er med skjulte AC-nettverk. Dette er en litt dyrere løsning, men det er en måte å unngå mange av problemene som transmisjonsnett står overfor. Selvfølgelig for overføring fra Columbia-regionen eksisterende og sosialt akseptable overføringslinjer med høye pyloner kan tilpasses. Dette betyr at du kan sende mer energi gjennom de samme linjene.

Det er mange problemer med vekselstrømoverføring som er godt kjent for kraftingeniører. Disse inkluderer bl.a generering av elektromagnetiske feltsom et resultat er linjene høyt over bakken og adskilt fra hverandre. Det er også varmetap i jord- og vannmiljøet og mange andre vanskeligheter som har lært seg å takle tiden, men som fortsetter å belaste energiøkonomien. AC-nettverk krever mange tekniske kompromisser, men bruk av AC er absolutt kostnadseffektivt for overføring. langdistanse elektrisitetså i de fleste situasjoner er dette ikke uløselige problemer. Det betyr imidlertid ikke at du ikke kan bruke en bedre løsning.

Vil det være et globalt energinettverk?

I 1954 bygde ABB en nedsunket 96 km høyspent DC-overføringslinje mellom det svenske fastlandet og øya (1). Hvordan er trekkraft lar deg få dobbelt så høy spenning hva skjer vekselstrøm. Underjordiske og undersjøiske DC-linjer mister ikke sin overføringseffektivitet sammenlignet med luftledninger. Likestrøm skaper ikke et elektromagnetisk felt som vil påvirke andre ledere, jord eller vann. Tykkelsen på lederne kan være hvilken som helst, siden likestrømmen ikke har en tendens til å flyte over lederens overflate. DC har ingen frekvens, så det er lettere å koble sammen to nettverk med forskjellige frekvenser og konvertere dem tilbake til AC.

men D.C. han har fortsatt to begrensninger som hindret ham i å ta over verden, i hvert fall inntil nylig. For det første var spenningsomformere mye dyrere enn enkle fysiske AC-omformere. Kostnaden for DC-transformatorer (2) faller imidlertid raskt. Kostnadsreduksjonen påvirkes også av at antallet enheter som bruker likestrøm på siden av energimålrettede mottakere øker.

2. Siemens DC-transformator

Det andre problemet er det høyspennings likestrømbrytere (sikringer) var ineffektive. Effektbrytere er komponenter som beskytter elektriske systemer mot overbelastning. DC mekaniske effektbrytere de var for trege. På den annen side, selv om elektroniske brytere er ganske raske, har aktiveringen deres så langt vært assosiert med store, så høyt som 30 prosent. strømbrudd. Dette har vært vanskelig å overvinne, men har nylig blitt oppnådd med en ny generasjon hybride strømbrytere.

Hvis man skal tro nyere rapporter, er vi på god vei til å overvinne de tekniske utfordringene som har plaget HVDC-løsninger. Så det er på tide å gå videre til de utvilsomme fordelene. Analyser viser at på en viss avstand, etter å ha krysset den såkalte.likevektspunkt» (ca. 600-800 km), resulterer HVDC-alternativet, selv om startkostnadene er høyere enn oppstartskostnadene for AC-installasjoner, alltid i lavere totale kostnader for overføringsnett. Bruddavstanden for sjøkabler er mye kortere (typisk rundt 50 km) enn for luftledninger (3).

3. Sammenlign investeringen og kostnadene ved kraftoverføring mellom HVAC og HVDC.

DC terminal de vil alltid være dyrere enn AC-terminaler, rett og slett fordi de må ha komponenter for å konvertere likespenning så vel som DC til AC-konvertering. Men DC-spenningskonvertering og effektbrytere er billigere. Denne kontoen blir mer og mer lønnsom.

For tiden varierer overføringstap i moderne nettverk fra 7 %. opptil 15 prosent for terrestrisk overføring basert på vekselstrøm. Ved DC-overføring er de mye lavere og forblir lave selv når kablene legges under vann eller under bakken.

Så HVDC gir mening for lengre landstrekninger. Et annet sted dette vil fungere er befolkningen spredt over øyene. Indonesia er et godt eksempel. Befolkningen er 261 millioner mennesker som bor på rundt seks tusen øyer. Mange av disse øyene er i dag avhengige av olje og diesel. Japan har et lignende problem med 6 852 øyer, hvorav 430 er bebodde.

Japan vurderer å bygge to store høyspent DC-overføringslinjer med fastlands-Asia.som vil gjøre det mulig å bli kvitt behovet for selvstendig å generere og administrere all sin elektrisitet i et begrenset geografisk område med betydelige terrengvansker. Slike land som Storbritannia, Danmark og mange andre er ordnet på lignende måte.

Tradisjonelt tenker Kina i en skala som overgår andre lands. Selskapet, som driver landets statseide strømnett, har kommet opp med ideen om å bygge et globalt høyspent DC-nett som skal koble sammen alle vind- og solkraftverk i verden innen 2050. En slik løsning, pluss smart grid-teknikker som dynamisk allokerer og distribuerer kraft fra steder hvor den produseres i store mengder til steder der den er nødvendig for øyeblikket, kan gjøre det mulig å lese "Ung tekniker" under lyset av en lampedrevet av energi generert av vindmøller som ligger et sted i det sørlige Stillehavet. Tross alt er hele verden en slags skjærgård.