Kas elektriülekande tulevik kasutab alalisvoolu? Maailma saarestik ja selle võrgustik
Tänapäeval põhinevad enamus kõrgepingeliine vahelduvvoolul. Asulatest ja tööstustarbijatest kaugel asuvate uute energiaallikate, päikese- ja tuuleelektrijaamade arendamiseks on aga vaja ülekandevõrke, mõnikord isegi mandri mastaabis. Ja siin, nagu selgus, on HVDC parem kui HVAC.
kõrgepinge alalisvooluliin (lühend sõnadest kõrgepinge alalisvool) suudavad paremini kanda suuri energiakoguseid kui HVAC (lühend sõnadest kõrgepinge vahelduvvool). pikki vahemaid. Võib-olla olulisem argument on sellise lahenduse madalam hind pikkade vahemaade läbimisel. See tähendab, et see on väga kasulik elektrienergia pakkumine pikkade vahemaade tagant taastuvenergia kohtadest, mis ühendavad saari mandriga ja potentsiaalselt isegi erinevaid mandreid omavahel.
HVAC liin nõuavad tohutute tornide ja veoliinide ehitamist. See põhjustab sageli kohalike elanike proteste. HVDC saab paigaldada mis tahes pika vahemaa maa alla, ilma suurte energiakadude ohutanagu varjatud vahelduvvooluvõrkude puhul. See on veidi kallim lahendus, kuid see on viis vältida paljusid ülekandevõrkude ees seisvaid probleeme. Muidugi edastamiseks alates Columbia piirkond olemasolevaid ja sotsiaalselt vastuvõetavaid kõrgete püloonidega ülekandeliine saab kohandada. See tähendab, et saate samade liinide kaudu saata rohkem energiat.
Vahelduvvoolu jõuülekandega on palju probleeme, mis on energeetikainseneridele hästi teada. Nende hulka kuuluvad muu hulgas elektromagnetväljade tekitamineselle tulemusena on jooned maapinnast kõrgel ja üksteisest eemal. Samuti on soojuskadusid pinnases ja veekeskkonnas ning palju muid ajaga toime tulema õppinud raskusi, mis koormavad jätkuvalt energiaökonoomikat. Vahelduvvooluvõrgud nõuavad palju tehnilisi kompromisse, kuid vahelduvvoolu kasutamine on edastamiseks kindlasti kuluefektiivne. pikamaa elektritnii et enamikul juhtudel pole need lahendamatud probleemid. See aga ei tähenda, et te ei saaks paremat lahendust kasutada.
Kas tekib ülemaailmne energiavõrk?
1954. aastal ehitas ABB Rootsi mandriosa ja saare vahele uppunud 96 km kõrgepinge alalisvooluliini (1). Kuidas on veojõud võimaldab teil saada kaks korda suuremat pinget mis toimub vahelduvvoolu. Maa- ja merealused alalisvooluliinid ei kaota õhuliinidega võrreldes oma ülekandeefektiivsust. Alalisvool ei tekita elektromagnetvälja, mis mõjutaks teisi juhte, maad või vett. Juhtide paksus võib olla mis tahes, kuna alalisvool ei kipu üle juhtme pinna voolama. Alalisvoolul pole sagedust, seega on lihtsam ühendada kaks erineva sagedusega võrku ja teisendada need tagasi vahelduvvooluks.
aga D.C. tal on endiselt kaks piirangut, mis takistasid tal vähemalt kuni viimase ajani maailma üle võimust võtmast. Esiteks olid pingemuundurid palju kallimad kui lihtsad füüsilised vahelduvvoolu muundurid. Alalisvoolutrafode (2) maksumus aga langeb kiiresti. Kulude vähenemist mõjutab ka asjaolu, et energiasuunaliste vastuvõtjate küljel alalisvoolu kasutavate seadmete arv suureneb.
2. Siemensi alalisvoolutrafo
Teine probleem seisneb selles kõrgepinge alalisvoolu kaitselülitid (kaitsmed) olid ebaefektiivsed. Kaitselülitid on komponendid, mis kaitsevad elektrisüsteeme ülekoormuse eest. Alalisvoolu mehaanilised kaitselülitid nad olid liiga aeglased. Teisalt, kuigi elektroonilised lülitid on üsna kiired, on nende käivitamist seni seostatud suurte, lausa 30 protsendiga. võimsuse kadu. Sellest on olnud raske üle saada, kuid see saavutati hiljuti uue põlvkonna hübriidkaitselülititega.
Kui uskuda hiljutisi aruandeid, siis oleme HVDC lahendusi vaevanud tehnilistest väljakutsetest ülesaamisel hästi teel. Seega on aeg liikuda edasi vaieldamatute eeliste juurde. Analüüsid näitavad, et teatud distantsil pärast ületamist nn.tasakaalupunkt» (ca 600-800 km), HVDC alternatiiv, kuigi selle algkulud on suuremad kui vahelduvvoolupaigaldiste käivituskulud, toob alati kaasa madalamad ülekandevõrgu üldkulud. Merekaablite tasuvuskaugus on palju lühem (tavaliselt umbes 50 km) kui õhuliinide puhul (3).
3. Võrrelge HVAC ja HVDC vahelise elektriülekande investeeringuid ja kulusid.
DC terminal need on alati kallimad kui vahelduvvoolu klemmid, lihtsalt sellepärast, et neil peavad olema komponendid nii alalispinge kui ka alalisvoolu vahelduvvooluks muundamiseks. Kuid alalispinge muundamine ja kaitselülitid on odavamad. See konto muutub üha tulusamaks.
Praegu ulatuvad ülekandekaod kaasaegsetes võrkudes 7% -ni. kuni 15 protsenti vahelduvvoolul põhineva maapealse ülekande jaoks. Alalisvoolu ülekande puhul on need palju madalamad ja jäävad madalaks ka siis, kui kaablid on vee all või maa all.
Nii et HVDC on pikemate maatükkide jaoks mõistlik. Teine koht, kus see toimib, on saartele hajutatud elanikkond. Indoneesia on hea näide. Umbes kuuel tuhandel saarel elab 261 miljonit inimest. Paljud neist saartest sõltuvad praegu naftast ja diislikütusest. Jaapanil on sarnane probleem 6 saarega, millest 852 on asustatud.
Jaapan kaalub kahe suure kõrgepinge alalisvoolu ülekandeliini ehitamist Mandri-Aasiaga.mis võimaldab vabaneda vajadusest iseseisvalt toota ja hallata kogu oma elektrit piiratud geograafilises piirkonnas, kus on märkimisväärsed maastikuprobleemid. Sellised riigid nagu Suurbritannia, Taani ja paljud teised on paigutatud sarnaselt.
Traditsiooniliselt mõtleb Hiina skaalal, mis ületab teiste riikide oma. Riigi omanduses olevat elektrivõrku opereeriv ettevõte on tulnud välja ideega ehitada ülemaailmne kõrgepinge alalisvooluvõrk, mis ühendaks 2050. aastaks kõik maailma tuule- ja päikeseelektrijaamad. Selline lahendus, pluss nutika võrgu tehnikad, mis dünaamiliselt jaotavad ja jaotavad elektrit suurtes kogustes toodetud kohtadest kohtadesse, kus seda parasjagu vaja on, võimaldaks lambi valguses lugeda "Noort tehnikut". kusagil Vaikse ookeani lõunaosas asuvate tuuleveskite poolt toodetud energiaga. Lõppude lõpuks on kogu maailm omamoodi saarestik.
