Ar nuolatinės srovės perdavimas yra ateitis? Pasaulinis archipelagas ir jo tinklas
Šiandien dauguma aukštos įtampos elektros linijų yra pagrįstos kintamąja srove. Tačiau naujų energijos šaltinių, saulės ir vėjo jėgainių, esančių atokiau nuo apgyvendintų vietovių ir pramonės vartotojų, plėtrai reikalingi perdavimo tinklai kartais net žemyno mastu. Ir čia, kaip paaiškėjo, HVDC yra geriau nei ŠVOK.
HVDC linija (aukštos įtampos nuolatinės srovės santrumpa) turi geresnį gebėjimą pernešti didelius energijos kiekius nei ŠVOK (aukštos įtampos kintamos srovės santrumpa). dideli atstumai. Galbūt svarbesnis argumentas – mažesnė tokio sprendimo kaina dideliais atstumais. Tai reiškia, kad tai labai naudinga elektros tiekimas dideliais atstumais iš atsinaujinančios energijos vietų, jungiančių salas su žemynu ir net potencialiai net skirtingus žemynus tarpusavyje.
ŠVOK linija reikia statyti didžiulius bokštus ir traukos linijas. Tai dažnai sukelia vietinių gyventojų protestus. HVDC galima nutiesti bet kokiu dideliu atstumu po žeme, be didelių energijos nuostolių rizikoskaip ir paslėptų kintamosios srovės tinklų atveju. Tai šiek tiek brangesnis sprendimas, tačiau tai būdas išvengti daugelio problemų, su kuriomis susiduria perdavimo tinklai. Žinoma, perkėlimui iš Kolumbijos regionas gali būti pritaikytos esamos ir visuomenei priimtinos perdavimo linijos su aukštais bokštais. Tai reiškia, kad galite siųsti daugiau energijos tomis pačiomis kryptimis.
Yra daug problemų dėl energijos perdavimo naudojant kintamąją srovę, kurios yra gerai žinomos energetikos inžinieriams. Tai apima, įskaitant elektromagnetinių laukų generavimasdėl to linijos yra aukštai virš žemės ir nutolusios viena nuo kitos. Taip pat yra šilumos nuostolių dirvožemio ir vandens aplinkoje bei daug kitų sunkumų, su kuriais laikui bėgant išmokta susidoroti, tačiau kurie ir toliau apsunkina energijos ekonomiką. Kintamosios srovės tinklams reikia daug inžinerinių kompromisų, tačiau kintamosios srovės naudojimas neabejotinai yra ekonomiškas perdavimui elektra dideliais atstumaistodėl daugeliu atvejų tai nėra neįveikiamos problemos. Tačiau tai nereiškia, kad negalite naudoti geresnio sprendimo.
Ar bus pasaulinis energijos tinklas?
1954 m. ABB nutiesė 96 km nuskendusią HVDC perdavimo liniją tarp Švedijos žemyninės dalies ir salos (1). Kaip veikia trauka? leidžia gauti dvigubai didesnę įtampą kas nutiko kintamoji srovė. Požeminės ir povandeninės nuolatinės srovės linijos nepraranda perdavimo efektyvumo, lyginant su oro linijomis. Nuolatinė srovė nesukuria elektromagnetinio lauko, kuris paveiktų kitus laidininkus, žemę ar vandenį. Laidininkų storis gali būti bet koks, nes nuolatinė srovė nėra linkusi tekėti išilgai laidininko paviršiaus. Nuolatinė srovė neturi dažnio, todėl lengviau sujungti du skirtingo dažnio tinklus ir paversti juos atgal į kintamąją.
tačiau D.C. ji vis dar turi du apribojimus, kurie neleido jai užvaldyti pasaulio, bent jau iki šiol. Pirma, įtampos keitikliai buvo daug brangesni nei paprasti fiziniai kintamosios srovės keitikliai. Tačiau nuolatinės srovės transformatorių (2) kaina sparčiai mažėja. Sąnaudų mažinimui įtakos turi ir tai, kad daugėja įrenginių, naudojančių nuolatinę srovę energiją nukreipiančių imtuvų pusėje.
2. Siemens DC transformatorius
Antra problema yra ta aukštos įtampos nuolatinės srovės grandinės pertraukikliai (saugikliai) buvo neveiksmingi. Grandinės pertraukikliai yra komponentai, apsaugantys elektros sistemas nuo perkrovos. Mechaniniai nuolatinės srovės grandinės pertraukikliai jie buvo per lėti. Kita vertus, nors elektroniniai jungikliai yra gana greiti, jų įjungimo rodikliai iki šiol buvo siejami su dideliais rodikliais – iki 30 proc. galios praradimas. Tai buvo sunku įveikti, bet neseniai tai buvo pasiekta naudojant naujos kartos hibridinius grandinės pertraukiklius.
Jei reikia tikėti naujausiais pranešimais, mes esame kelyje, kad įveiktume techninius iššūkius, kurie kankino HVDC sprendimus. Taigi laikas pereiti prie neabejotinų pranašumų. Analizės rodo, kad tam tikru atstumu, pervažiavus vadinamąjį.balanso taškas” (apie 600-800 km), HVDC alternatyva, nors jos pradinės sąnaudos yra didesnės nei kintamosios srovės įrenginių paleidimo kaštai, visada sumažina bendras perdavimo tinklų išlaidas. Povandeninių kabelių atstumas iki lūžio taško yra daug trumpesnis (paprastai apie 50 km) nei oro linijų (3).
3. Palyginkite energijos perdavimo tarp ŠVOK ir HVDC investicijas ir sąnaudas.
DC terminalas jie visada bus brangesni nei kintamosios srovės gnybtai vien todėl, kad juose turi būti komponentų, skirtų nuolatinei įtampai konvertuoti, taip pat DC konvertuoti į kintamą. Tačiau nuolatinės srovės įtampos konvertavimas ir grandinės pertraukikliai yra pigesni. Ši sąskaita tampa vis pelningesnė.
Šiuo metu perdavimo nuostoliai šiuolaikiniuose tinkluose svyruoja nuo 7 proc. iki 15 proc antžeminiam perdavimui, pagrįstam kintamąja srove. Nuolatinės srovės perdavimo atveju jie yra daug žemesni ir išlieka žemi net tada, kai kabeliai klojami po vandeniu arba po žeme.
Taigi HVDC yra prasminga ilgesniems žemės ruožams. Kita vieta, kur tai veiktų, yra gyventojų, išsibarsčiusių salose. Indonezija yra geras pavyzdys. Maždaug šešiuose tūkstančiuose salų gyvena 261 milijonas žmonių. Daugelis šių salų dabar priklauso nuo naftos ir dyzelino. Su panašia problema susiduria Japonija, turinti 6 salas, iš kurių 852 yra apgyvendintos.
Japonija svarsto galimybę tiesti dvi dideles aukštos įtampos nuolatinės srovės elektros linijas su žemynine Azija.Tai išlaisvins jus nuo būtinybės savarankiškai gaminti ir valdyti visą savo elektros energiją ribotoje geografinėje vietovėje, kurioje yra didelių reljefo sunkumų. Tokios šalys kaip Didžioji Britanija, Danija ir daugelis kitų yra suskirstytos panašiai.
Tradiciškai Kinija mąsto mastais, viršijančiu kitų šalių mastą. Šalies viešąjį elektros tinklą valdanti bendrovė sugalvojo sukurti pasaulinį aukštos įtampos nuolatinės srovės tinklą, kuris iki 2050 metų sujungs visas pasaulio vėjo ir saulės jėgaines. Toks sprendimas ir išmaniojo tinklo technika, dinamiškai paskirstanti ir paskirstanti energiją iš vietų, kur jos generuojama dideliais kiekiais, į vietas, kur jos reikia tam tikru momentu, leistų lempos šviesoje skaityti „Jaunąjį techniką“. varomas vėjo malūnų, esančių kažkur pietinėje Ramiojo vandenyno dalyje, energija. Juk visas pasaulis yra savotiškas archipelagas.
