Да ли је будућност преноса електричне енергије коришћењем једносмерне струје? Светски архипелаг и његова мрежа
Данас је већина високонапонских водова заснована на наизменичном струјом. Међутим, развој нових извора енергије, соларних и ветроелектрана, удаљених од насеља и индустријских потрошача, захтева преносне мреже, понекад чак и у континенталним размерама. А овде је, како се испоставило, ХВДЦ бољи од ХВАЦ.
високонапонска једносмерна линија (скраћено од Хигх Волтаге Дирецт Цуррент) имају бољу способност да преносе велике количине енергије од ХВАЦ (скраћеница за Хигх Волтаге Алтернате Цуррент) за велике раздаљине. Можда је важнији аргумент нижа цена таквог решења на великим удаљеностима. То значи да је веома корисно за обезбеђивање електричне енергије на великим удаљеностима од локација обновљивих извора енергије које повезују острва са копном, па чак и потенцијално различите континенте једни са другима.
ХВАЦ линија захтевају изградњу огромних торњева и вучних водова. Ово често изазива протесте локалног становништва. ХВДЦ се може поставити на било коју даљину испод земље, без ризика од великих губитака енергијекао што је случај са скривеним мрежама наизменичне струје. Ово је мало скупље решење, али је начин да се избегну многи проблеми са којима се преносне мреже суочавају. Наравно, за пренос из Колумбија регион постојећи и друштвено прихватљиви далеководи са високим стубовима могу се адаптирати. То значи да можете послати више енергије кроз исте линије.
Постоје многи проблеми са преносом енергије наизменичном струјом који су добро познати електроинжењерима. То укључује, између осталог стварање електромагнетних пољакао резултат тога, линије су високо изнад земље и размакнуте једна од друге. Ту су и губици топлоте у земљишту и воденој средини и многе друге потешкоће које су научиле да се носе са временом, али које и даље оптерећују енергетску економију. Мреже наизменичне струје захтевају много инжењерских компромиса, али коришћење наизменичне струје је свакако исплативо за пренос. електрична енергија на даљинутако да у већини ситуација то нису нерешиви проблеми. Међутим, то не значи да не можете користити боље решење.
Хоће ли постојати глобална енергетска мрежа?
Године 1954. АББ је изградио потопљени 96 км високонапонски ДЦ далековод између шведског копна и острва (1). Како је вуча омогућава вам да добијете двоструко већи напон шта има наизменична струја. Подземни и подморски водови једносмерне струје не губе ефикасност преноса у односу на надземне водове. Једносмерна струја не ствара електромагнетно поље које би утицало на друге проводнике, земљу или воду. Дебљина проводника може бити било која, пошто једносмерна струја не тежи да тече преко површине проводника. ДЦ нема фреквенцију, тако да је лакше повезати две мреже различитих фреквенција и поново их претворити у наизменичну струју.
међутим Д.Ц. он и даље има два ограничења која су га спречавала да преузме свет, бар донедавно. Прво, претварачи напона су били много скупљи од једноставних физичких претварача наизменичне струје. Међутим, цена ДЦ трансформатора (2) брзо опада. На смањење трошкова утиче и чињеница да се повећава број уређаја који користе једносмерну струју на страни енергетски циљаних пријемника.
2. Сиеменс ДЦ трансформатор
Други проблем је то високонапонски једносмерни прекидачи (осигурачи) су били неефикасни. Прекидачи су компоненте које штите електричне системе од преоптерећења. ДЦ механички прекидачи били су сувише спори. С друге стране, иако су електронски прекидачи прилично брзи, њихово активирање се до сада повезивало са великим, чак 30 одсто. нестанак струје. Ово је било тешко превазићи, али је недавно постигнуто новом генерацијом хибридних прекидача.
Ако је веровати недавним извештајима, на добром смо путу да превазиђемо техничке изазове који су мучили ХВДЦ решења. Дакле, време је да пређемо на несумњиве предности. Анализе показују да се на одређеном растојању, након преласка тзв.тачка равнотеже» (око 600-800 км), алтернатива ХВДЦ, иако су њени почетни трошкови већи од почетних трошкова инсталација наизменичне струје, увек резултира нижим укупним трошковима преносне мреже. Растојање рентабилности за подморске каблове је много краће (обично око 50 км) него за надземне водове (3).
3. Упоредите инвестицију и цену преноса енергије између ХВАЦ и ХВДЦ.
ДЦ терминал они ће увек бити скупљи од АЦ терминала, једноставно зато што морају имати компоненте за претварање једносмерног напона као и конверзије ДЦ у АЦ. Али конверзија једносмерног напона и прекидачи су јефтинији. Овај рачун постаје све профитабилнији.
Тренутно се губици преноса у савременим мрежама крећу од 7%. до 15 одсто за земаљски пренос на основу наизменичне струје. У случају једносмерног преноса, они су много нижи и остају ниски чак и када су каблови положени под водом или под земљом.
Дакле, ХВДЦ има смисла за дуже делове земљишта. Друго место где ће ово функционисати је становништво раштркано по острвима. Индонезија је добар пример. Становништво је 261 милион људи који живе на око шест хиљада острва. Многа од ових острва тренутно зависе од нафте и дизел горива. Са сличним проблемом суочава се и Јапан, који има 6 острва, од којих је 852 насељено.
Јапан разматра изградњу два велика високонапонска ДЦ далековода са континенталном Азијом.што ће омогућити да се ослободе потребе да самостално производе и управљају свом електричном енергијом на ограниченом географском подручју са значајним теренским тешкоћама. На сличан начин уређене су и земље попут Велике Британије, Данске и многих других.
Традиционално, Кина размишља на скали која превазилази оне у другим земљама. Компанија, која управља државном електричном мрежом у земљи, дошла је на идеју да изгради глобалну високонапонску мрежу једносмерне струје која ће повезивати све ветроелектране и соларне електране у свету до 2050. године. Такво решење, плус технике паметне мреже које динамички расподељују и дистрибуирају снагу од места где се производи у великим количинама до места где је тренутно потребна, могло би да омогући читање „Млади техничар“ под светлом лампе. енергијом коју производе ветрењаче које се налазе негде у јужном Пацифику. На крају крајева, цео свет је нека врста архипелага.
