Masa depan terletak pada penghantaran elektrik menggunakan arus terus? Kepulauan dunia dan rangkaiannya
Hari ini, kebanyakan talian kuasa voltan tinggi adalah berdasarkan arus ulang alik. Walau bagaimanapun, pembangunan sumber tenaga baharu, loji tenaga suria dan angin, yang terletak jauh dari penempatan dan pengguna industri, memerlukan rangkaian penghantaran, kadang-kadang pada skala kontinental. Dan di sini, ternyata, HVDC lebih baik daripada HVAC.
talian DC voltan tinggi (singkatan untuk Arus Terus Voltan Tinggi) mempunyai keupayaan yang lebih baik untuk membawa sejumlah besar tenaga daripada HVAC (singkatan untuk Arus Ganti Voltan Tinggi) untuk jarak jauh. Mungkin hujah yang lebih penting ialah kos yang lebih rendah bagi penyelesaian sedemikian dalam jarak jauh. Ini bermakna ia sangat berguna untuk membekalkan tenaga elektrik pada jarak yang jauh daripada lokasi tenaga boleh diperbaharui yang menghubungkan pulau-pulau ke tanah besar malah benua yang berpotensi berbeza antara satu sama lain.
talian HVAC memerlukan pembinaan menara besar dan talian tarikan. Perkara ini sering menimbulkan bantahan daripada penduduk setempat. HVDC boleh diletakkan mana-mana jarak jauh di bawah tanah, tanpa risiko kehilangan tenaga yang besarseperti yang berlaku dengan rangkaian AC tersembunyi. Ini adalah penyelesaian yang lebih mahal sedikit, tetapi ia adalah cara untuk mengelakkan banyak masalah yang dihadapi oleh rangkaian penghantaran. Sudah tentu, untuk penghantaran dari wilayah Columbia talian penghantaran sedia ada dan boleh diterima secara sosial dengan tiang tinggi boleh disesuaikan. Ini bermakna anda boleh menghantar lebih banyak tenaga melalui talian yang sama.
Terdapat banyak masalah dengan penghantaran kuasa AC yang terkenal kepada jurutera kuasa. Ini termasuk, antara lain penjanaan medan elektromagnetakibatnya, garisan adalah tinggi di atas tanah dan dijarakkan antara satu sama lain. Terdapat juga kehilangan haba dalam persekitaran tanah dan air dan banyak lagi kesukaran yang telah dipelajari untuk mengatasi masa, tetapi yang terus membebankan ekonomi tenaga. Rangkaian AC memerlukan banyak kompromi kejuruteraan, tetapi menggunakan AC sudah pasti kos efektif untuk penghantaran. elektrik jarak jauhjadi dalam kebanyakan situasi ini bukanlah masalah yang tidak boleh diselesaikan. Walau bagaimanapun, itu tidak bermakna anda tidak boleh menggunakan penyelesaian yang lebih baik.
Adakah terdapat rangkaian tenaga global?
Pada tahun 1954, ABB membina talian penghantaran DC voltan tinggi sepanjang 96 km yang tenggelam antara tanah besar Sweden dan pulau itu (1). Bagaimana daya tarikan membolehkan anda mendapat voltan dua kali ganda apa khabar arus ulang alik. Talian DC bawah tanah dan kapal selam tidak kehilangan kecekapan penghantaran berbanding talian atas. Arus terus tidak menghasilkan medan elektromagnet yang akan menjejaskan konduktor lain, bumi atau air. Ketebalan konduktor boleh menjadi apa-apa, kerana arus terus tidak cenderung mengalir ke atas permukaan konduktor. DC tidak mempunyai frekuensi, jadi lebih mudah untuk menyambungkan dua rangkaian frekuensi berbeza dan menukarnya kembali kepada AC.
bagaimanapun D.C. dia masih mempunyai dua batasan yang menghalangnya daripada mengambil alih dunia, sekurang-kurangnya sehingga baru-baru ini. Pertama, penukar voltan jauh lebih mahal daripada penukar AC fizikal mudah. Walau bagaimanapun, kos transformer DC (2) semakin menurun. Pengurangan kos juga dipengaruhi oleh fakta bahawa bilangan peranti yang menggunakan arus terus pada sisi penerima sasaran tenaga semakin meningkat.
2. Pengubah DC Siemens
Masalah kedua ialah pemutus litar DC voltan tinggi (fius) tidak berkesan. Pemutus litar ialah komponen yang melindungi sistem elektrik daripada beban lampau. Pemutus litar mekanikal DC mereka terlalu perlahan. Sebaliknya, walaupun suis elektronik agak pantas, penggerakannya setakat ini dikaitkan dengan yang besar, setinggi 30 peratus. kehilangan kuasa. Ini sukar diatasi tetapi baru-baru ini dicapai dengan pemutus litar hibrid generasi baharu.
Jika laporan terkini dipercayai, kami sedang dalam perjalanan untuk mengatasi cabaran teknikal yang telah melanda penyelesaian HVDC. Jadi sudah tiba masanya untuk beralih kepada faedah yang tidak diragui. Analisis menunjukkan bahawa pada jarak tertentu, selepas menyeberangi apa yang dipanggil.titik keseimbangan» (kira-kira 600-800 km), alternatif HVDC, walaupun kos permulaannya lebih tinggi daripada kos permulaan pemasangan AC, sentiasa menghasilkan kos rangkaian penghantaran keseluruhan yang lebih rendah. Jarak pulang modal untuk kabel dasar selam adalah lebih pendek (biasanya sekitar 50 km) daripada talian atas (3).
3. Bandingkan pelaburan dan kos penghantaran kuasa antara HVAC dan HVDC.
Terminal DC ia akan sentiasa lebih mahal daripada terminal AC, semata-mata kerana ia mesti mempunyai komponen untuk menukar voltan DC serta penukaran DC kepada AC. Tetapi penukaran voltan DC dan pemutus litar adalah lebih murah. Akaun ini semakin menguntungkan.
Pada masa ini, kerugian penghantaran dalam rangkaian moden berkisar antara 7%. sehingga 15 peratus untuk penghantaran terestrial berdasarkan arus ulang alik. Dalam kes penghantaran DC, ia jauh lebih rendah dan kekal rendah walaupun apabila kabel diletakkan di bawah air atau di bawah tanah.
Jadi HVDC masuk akal untuk kawasan tanah yang lebih panjang. Satu lagi tempat di mana ini akan berfungsi ialah penduduk yang bertaburan di seluruh pulau. Indonesia adalah contoh yang baik. Penduduknya ialah 261 juta orang yang tinggal di kira-kira enam ribu pulau. Kebanyakan pulau ini kini bergantung kepada minyak dan bahan api diesel. Jepun mempunyai masalah yang sama dengan 6 pulau, 852 daripadanya berpenghuni.
Jepun sedang mempertimbangkan untuk membina dua talian penghantaran DC voltan tinggi yang besar dengan tanah besar Asia.yang akan membolehkan anda menyingkirkan keperluan untuk menjana dan mengurus semua elektrik mereka secara bebas di kawasan geografi yang terhad dengan kesukaran rupa bumi yang ketara. Negara-negara seperti Great Britain, Denmark dan banyak lagi disusun dengan cara yang sama.
Secara tradisinya, China berfikir pada skala yang mengatasi negara lain. Syarikat itu, yang mengendalikan grid elektrik milik negara, telah menghasilkan idea untuk membina grid DC voltan tinggi global yang akan menghubungkan semua loji tenaga angin dan solar di dunia menjelang 2050. Penyelesaian sedemikian, ditambah dengan teknik grid pintar yang memperuntukkan dan mengagihkan kuasa secara dinamik dari tempat ia dihasilkan dalam kuantiti yang banyak ke tempat di mana ia diperlukan pada masa ini, boleh membolehkan anda membaca "Juruteknik Muda" di bawah cahaya lampu yang dikuasakan. oleh tenaga yang dijana oleh kincir angin yang terletak di suatu tempat di Pasifik Selatan. Lagipun, seluruh dunia adalah sejenis kepulauan.
