Die toekoms lê in die oordrag van elektrisiteit met behulp van gelykstroom? Die wêreld-argipel en sy netwerk

Vandag is die meeste hoogspanningkraglyne op wisselstroom gebaseer. Die ontwikkeling van nuwe energiebronne, son- en windkragaanlegte, wat ver van nedersettings en industriële verbruikers geleë is, vereis egter transmissienetwerke, soms selfs op 'n kontinentale skaal. En hier, soos dit geblyk het, is HVDC beter as HVAC.

hoë spanning GS-lyn (kort vir High Voltage Direct Current) het 'n beter vermoë om groot hoeveelhede energie te dra as HVAC (kort vir High Voltage Alternative Current), vir lang afstande. ’n Belangriker argument is dalk die laer koste van so ’n oplossing oor lang afstande. Dit beteken dat dit baie nuttig is vir voorsiening van elektrisiteit oor lang afstande van hernubare energie-liggings wat eilande met die vasteland en selfs moontlik selfs verskillende vastelande met mekaar verbind.

HVAC-lyn vereis die konstruksie van groot torings en treklyne. Dit veroorsaak dikwels betogings van plaaslike inwoners. HVDC kan enige lang afstand ondergronds gelê word, sonder die risiko van groot energieverliesesoos die geval is met versteekte AC-netwerke. Dit is 'n effens duurder oplossing, maar dit is 'n manier om baie van die probleme waarmee transmissienetwerke te kampe het, te vermy. Natuurlik, vir oordrag van Columbia streek bestaande en sosiaal aanvaarbare transmissielyne met hoë pilone kan aangepas word. Dit beteken dat jy meer energie deur dieselfde lyne kan stuur.

Daar is baie probleme met AC-kragoordrag wat welbekend is aan kragingenieurs. Dit sluit onder andere in generering van elektromagnetiese veldegevolglik is die lyne hoog bo die grond en van mekaar gespasieer. Daar is ook hitteverliese in die grond- en wateromgewing en baie ander probleme wat geleer het om tyd te hanteer, maar wat energie-ekonomie steeds belas. AC-netwerke vereis baie ingenieurskompromieë, maar die gebruik van AC is beslis koste-effektief vir transmissie. langafstand elektrisiteitso in die meeste situasies is dit nie onoplosbare probleme nie. Dit beteken egter nie dat jy nie 'n beter oplossing kan gebruik nie.

Sal daar 'n wêreldwye energienetwerk wees?

In 1954 het ABB 'n gesinkte 96 km hoë spanning GS transmissielyn tussen die Sweedse vasteland en die eiland gebou (1). Hoe is traksie laat jou toe om twee keer die spanning te kry wat is aan die gang wisselstroom. Ondergrondse en ondersese GS-lyne verloor nie hul transmissiedoeltreffendheid in vergelyking met oorhoofse lyne nie. Gelykstroom skep nie 'n elektromagnetiese veld wat ander geleiers, aarde of water, sal beïnvloed nie. Die dikte van die geleiers kan enige wees, aangesien die gelykstroom nie geneig is om oor die oppervlak van die geleier te vloei nie. GS het geen frekwensie nie, so dit is makliker om twee netwerke van verskillende frekwensies te koppel en hulle terug te skakel na AC.

egter D.C. hy het steeds twee beperkings wat hom daarvan weerhou het om die wêreld oor te neem, ten minste tot onlangs. Eerstens was spanningsomsetters baie duurder as eenvoudige fisiese WS-omsetters. Die koste van GS-transformators (2) daal egter vinnig. Kostevermindering word ook beïnvloed deur die feit dat die aantal toestelle wat gelykstroom gebruik aan die kant van energie-geteikende ontvangers toeneem.

2. Siemens DC transformator

Die tweede probleem is dit hoëspanning GS-stroombrekers (smelters) was ondoeltreffend. Stroombrekers is komponente wat elektriese stelsels teen oorlading beskerm. GS meganiese stroombrekers hulle was te stadig. Aan die ander kant, hoewel elektroniese skakelaars redelik vinnig is, is hul aandrywing tot dusver geassosieer met grotes, so hoog as 30 persent. kragverlies. Dit was moeilik om te oorkom, maar is onlangs bereik met 'n nuwe generasie hibriede stroombrekers.

As onlangse verslae geglo moet word, is ons goed op pad om die tegniese uitdagings wat HVDC-oplossings geteister het, te oorkom. Dit is dus tyd om oor te gaan na die ongetwyfelde voordele. Ontledings toon dat op 'n sekere afstand, na die kruising van die sogenaamde.ewewigspunt» (ongeveer 600-800 km), lei die HVDC-alternatief, hoewel die aanvanklike koste daarvan hoër is as die aanvangskoste van AC-installasies, altyd laer algehele transmissienetwerkkoste tot gevolg. Die gelykbreekafstand vir ondersese kabels is baie korter (gewoonlik ongeveer 50 km) as vir oorhoofse lyne (3).

3. Vergelyk die belegging en koste van kragoordrag tussen HVAC en HVDC.

DC terminaal hulle sal altyd duurder wees as WS-terminale, bloot omdat hulle komponente moet hê om GS-spanning sowel as GS-na-WS-omskakeling om te skakel. Maar GS-spanningomskakeling en stroombrekers is goedkoper. Hierdie rekening word al hoe meer winsgewend.

Tans wissel transmissieverliese in moderne netwerke van 7%. tot 15 persent vir aardse transmissie gebaseer op wisselstroom. In die geval van GS-transmissie is hulle baie laer en bly hulle laag selfs wanneer die kabels onderwater of ondergronds gelê word.

HVDC maak dus sin vir langer stukke grond. Nog 'n plek waar dit sal werk, is die bevolking wat oor die eilande versprei is. Indonesië is 'n goeie voorbeeld. Die bevolking is 261 miljoen mense wat op ongeveer sesduisend eilande woon. Baie van hierdie eilande is tans afhanklik van olie en diesel. ’n Soortgelyke probleem staar Japan in die gesig, wat 6 852 eilande het, waarvan 430 bewoon is.

Japan oorweeg dit om twee groot hoëspanning GS transmissielyne met die vasteland van Asië te bou.wat dit moontlik sal maak om ontslae te raak van die behoefte om onafhanklik al hul elektrisiteit op te wek en te bestuur in 'n beperkte geografiese gebied met aansienlike terreinprobleme. Lande soos Groot-Brittanje, Denemarke en vele ander is op soortgelyke wyse gerangskik.

Tradisioneel dink China op 'n skaal wat dié van ander lande oortref. Die maatskappy, wat die land se staatsbeheerde elektrisiteitsnetwerk bedryf, het met die idee vorendag gekom om 'n wêreldwye hoëspanning-GS-netwerk te bou wat al die wind- en sonkragaanlegte in die wêreld teen 2050 sal verbind. So 'n oplossing, plus slimnetwerktegnieke wat krag dinamies toewys en versprei vanaf plekke waar dit in groot hoeveelhede geproduseer word na plekke waar dit op die oomblik benodig word, kan dit moontlik maak om "Jong Tegnikus" te lees onder die lig van 'n lamp wat aangedryf word. deur energie opgewek deur windpompe wat iewers in die Stille Suidsee geleë is. Die hele wêreld is immers 'n soort argipel.