Fremtiden ligger i transmission af elektricitet ved hjælp af jævnstrøm? Verdensøgruppen og dens netværk

I dag er de fleste højspændingsledninger baseret på vekselstrøm. Udviklingen af ​​nye energikilder, sol- og vindkraftværker, der ligger langt fra bygder og industrielle forbrugere, kræver imidlertid transmissionsnet, nogle gange endda på kontinental skala. Og her, som det viste sig, er HVDC bedre end HVAC.

højspændings DC linje (en forkortelse for High Voltage Direct Current) har en bedre evne til at transportere store mængder energi end HVAC (forkortelse for High Voltage Alternate Current), f. lange afstande. Et måske vigtigere argument er de lavere omkostninger ved en sådan løsning over lange afstande. Det betyder, at den er meget anvendelig til levere elektricitet over lange afstande fra vedvarende energi steder, der forbinder øer med fastlandet og endda potentielt endda forskellige kontinenter til hinanden.

HVAC linje kræver opførelse af enorme tårne ​​og træklinjer. Dette forårsager ofte protester fra lokale beboere. HVDC kan lægges alle lange afstande under jorden, uden risiko for store energitabsom det er tilfældet med skjulte AC-netværk. Dette er en lidt dyrere løsning, men det er en måde at undgå mange af de problemer, som transmissionsnet står overfor. Selvfølgelig til transmission fra Columbia-regionen eksisterende og socialt acceptable transmissionsledninger med høje pyloner kan tilpasses. Det betyder, at du kan sende mere energi gennem de samme linjer.

Der er mange problemer med vekselstrømstransmission, som er velkendte af kraftingeniører. Disse omfatter bl.a generering af elektromagnetiske feltersom følge heraf er linjerne højt over jorden og adskilt fra hinanden. Der er også varmetab i jord- og vandmiljøet og mange andre vanskeligheder, som har lært at klare tiden, men som fortsat belaster energiøkonomien. AC-netværk kræver mange tekniske kompromiser, men brug af AC er bestemt omkostningseffektivt til transmission. langdistance elektricitetså i de fleste situationer er disse ikke uløselige problemer. Det betyder dog ikke, at du ikke kan bruge en bedre løsning.

Vil der være et globalt energinetværk?

I 1954 byggede ABB en forsænket 96 km højspændings DC-transmissionsledning mellem det svenske fastland og øen (1). Hvordan er trækkraften giver dig mulighed for at få dobbelt så høj spænding hvad så vekselstrøm. Underjordiske og undersøiske jævnstrømsledninger mister ikke deres transmissionseffektivitet sammenlignet med luftledninger. Jævnstrøm skaber ikke et elektromagnetisk felt, der vil påvirke andre ledere, jord eller vand. Tykkelsen af ​​lederne kan være hvilken som helst, da jævnstrømmen ikke har tendens til at flyde over lederens overflade. DC har ingen frekvens, så det er nemmere at forbinde to netværk med forskellige frekvenser og konvertere dem tilbage til AC.

dog D.C. han har stadig to begrænsninger, der holdt ham fra at overtage verden, i hvert fald indtil for nylig. For det første var spændingsomformere meget dyrere end simple fysiske vekselstrømsomformere. Prisen på DC-transformere (2) falder dog hurtigt. Omkostningsreduktionen er også påvirket af, at antallet af enheder, der bruger jævnstrøm på siden af ​​energimålrettede modtagere, er stigende.

2. Siemens DC transformer

Det andet problem er det højspændings DC-afbrydere (sikringer) var ineffektive. Strømafbrydere er komponenter, der beskytter elektriske systemer mod overbelastning. DC mekaniske afbrydere de var for langsomme. På den anden side, selvom elektroniske kontakter er rimelig hurtige, har deres aktivering hidtil været forbundet med høje rater på op til 30 procent. strømtab. Dette har været svært at overvinde, men er for nylig blevet opnået med en ny generation af hybrid-afbrydere.

Hvis man skal tro nyere rapporter, er vi godt på vej til at overvinde de tekniske udfordringer, der har plaget HVDC-løsninger. Så det er tid til at gå videre til de utvivlsomme fordele. Analyser viser, at på en vis afstand, efter at have krydset den såkaldte.balancepunkt» (ca. 600-800 km), resulterer HVDC-alternativet, selvom dets startomkostninger er højere end opstartsomkostningerne for AC-installationer, altid i lavere samlede omkostninger til transmissionsnetværket. Nulbrudsafstanden for søkabler er meget kortere (typisk omkring 50 km) end for luftledninger (3).

3. Sammenlign investeringen og omkostningerne ved strømtransmission mellem HVAC og HVDC.

DC terminal de vil altid være dyrere end AC terminaler, simpelthen fordi de skal have komponenter til at konvertere DC spænding samt konvertere DC til AC. Men DC-spændingskonvertering og afbrydere er billigere. Denne konto bliver mere og mere rentabel.

I øjeblikket varierer transmissionstab i moderne netværk fra 7 %. op til 15 pct til jordbaseret transmission baseret på vekselstrøm. I tilfælde af DC-transmission er de meget lavere og forbliver lave, selv når kablerne lægges under vandet eller under jorden.

Så HVDC giver mening til længere strækninger. Et andet sted, hvor dette vil fungere, er befolkningen spredt ud over øerne. Indonesien er et godt eksempel. Befolkningen er 261 millioner mennesker, der bor på omkring seks tusinde øer. Mange af disse øer er i øjeblikket afhængige af olie og diesel. Et lignende problem står over for Japan, som har 6 øer, hvoraf 852 er beboede.

Japan overvejer at bygge to store højspændings-DC-transmissionslinjer med fastlandet i Asien.som vil give dig mulighed for at slippe af med behovet for selvstændigt at generere og administrere al din elektricitet i et begrænset geografisk område med betydelige terrænvanskeligheder. Sådanne lande som Storbritannien, Danmark og mange andre er indrettet på lignende måde.

Traditionelt tænker Kina i en skala, der overgår andre landes. Virksomheden, der driver landets statsejede elnet, er kommet på ideen om at bygge et globalt højspændings-DC-net, der skal forbinde alle vind- og solkraftværker i verden i 2050. En sådan løsning, plus smart grid-teknikker, der dynamisk allokerer og distribuerer strøm fra steder, hvor den produceres i store mængder til steder, hvor der er brug for den i øjeblikket, kunne gøre det muligt at læse "Ung Tekniker" under lyset af en lampedrevet af energi genereret af vindmøller placeret et sted i det sydlige Stillehav. Hele verden er jo en slags øgruppe.