Nākotne ir elektroenerģijas pārvadē, izmantojot līdzstrāvu? Pasaules arhipelāgs un tā tīkls
Mūsdienās lielākā daļa augstsprieguma elektropārvades līniju ir balstītas uz maiņstrāvu. Tomēr jaunu enerģijas avotu, saules un vēja elektrostaciju attīstībai, kas atrodas tālu no apdzīvotām vietām un industriālajiem patērētājiem, ir nepieciešami pārvades tīkli, dažkārt pat kontinenta mērogā. Un šeit, kā izrādījās, HVDC ir labāks par HVAC.
augstsprieguma līdzstrāvas līnija (saīsinājums no augstsprieguma līdzstrāva) spēj labāk pārnēsāt lielu enerģijas daudzumu nekā HVAC (saīsinājums no augstsprieguma maiņstrāvas). lielos attālumos. Iespējams, svarīgāks arguments ir šāda risinājuma zemākās izmaksas lielos attālumos. Tas nozīmē, ka tas ir ļoti noderīgi elektroenerģijas nodrošināšana lielos attālumos no atjaunojamās enerģijas vietām, kas savieno salas ar cietzemi un pat potenciāli pat dažādus kontinentus savā starpā.
HVAC līnija ir jābūvē milzīgi torņi un vilces līnijas. Tas bieži izraisa vietējo iedzīvotāju protestus. HVDC var novietot jebkurā lielos attālumos pazemē, bez lielu enerģijas zudumu riskakā tas ir slēpto maiņstrāvas tīklu gadījumā. Tas ir nedaudz dārgāks risinājums, taču tas ir veids, kā izvairīties no daudzām problēmām, ar kurām saskaras pārvades tīkli. Protams, pārraidei no Kolumbijas reģions var pielāgot esošās un sabiedrībā pieņemamas elektropārvades līnijas ar augstiem piloniem. Tas nozīmē, ka jūs varat nosūtīt vairāk enerģijas pa tām pašām līnijām.
Ar maiņstrāvas pārvadi ir daudz problēmu, kuras enerģētiķiem ir labi zināmas. Tie cita starpā ietver elektromagnētisko lauku ģenerēšanarezultātā līnijas atrodas augstu virs zemes un atrodas viena no otras. Ir arī siltuma zudumi augsnes un ūdens vidē un daudzas citas grūtības, kas ir iemācījušies tikt galā ar laiku, bet kas turpina apgrūtināt energoekonomiku. Maiņstrāvas tīkliem ir nepieciešami daudzi inženiertehniskie kompromisi, taču maiņstrāvas izmantošana noteikti ir rentabla pārraidei. tālsatiksmes elektrībatāpēc vairumā situāciju tās nav neatrisināmas problēmas. Tomēr tas nenozīmē, ka nevarat izmantot labāku risinājumu.
Vai būs globāls enerģijas tīkls?
1954. gadā ABB uzbūvēja nogrimušu 96 km augstsprieguma līdzstrāvas pārvades līniju starp Zviedrijas cietzemi un salu (1). Kā ir vilkme ļauj iegūt divreiz lielāku spriegumu kas notiek maiņstrāva. Pazemes un zemūdens līdzstrāvas līnijas nezaudē savu pārraides efektivitāti salīdzinājumā ar gaisvadu līnijām. Līdzstrāva nerada elektromagnētisko lauku, kas ietekmētu citus vadītājus, zemi vai ūdeni. Vadu biezums var būt jebkurš, jo līdzstrāvai nav tendence plūst pa vadītāja virsmu. Līdzstrāvai nav frekvences, tāpēc ir vieglāk savienot divus dažādu frekvenču tīklus un pārveidot tos atpakaļ uz maiņstrāvu.
tomēr D.C. viņam joprojām ir divi ierobežojumi, kas vismaz līdz nesenam laikam neļāva viņam pārņemt pasauli. Pirmkārt, sprieguma pārveidotāji bija daudz dārgāki nekā vienkāršie fiziskie maiņstrāvas pārveidotāji. Tomēr līdzstrāvas transformatoru (2) izmaksas strauji samazinās. Izmaksu samazināšanos ietekmē arī tas, ka pieaug to ierīču skaits, kas izmanto līdzstrāvu energomērķa uztvērēju pusē.
2. Siemens līdzstrāvas transformators
Otra problēma ir tā augstsprieguma līdzstrāvas slēdži (drošinātāji) bija neefektīvi. Strāvas slēdži ir sastāvdaļas, kas aizsargā elektriskās sistēmas no pārslodzes. Līdzstrāvas mehāniskie slēdži viņi bija pārāk lēni. No otras puses, lai gan elektroniskie slēdži ir pietiekami ātri, to iedarbināšana līdz šim ir bijusi saistīta ar augstu ātrumu līdz 30 procentiem. jaudas zudums. To ir bijis grūti pārvarēt, taču nesen tas tika panākts ar jaunas paaudzes hibrīda slēdžiem.
Ja var ticēt jaunākajiem ziņojumiem, mēs esam labā ceļā, lai pārvarētu tehniskās problēmas, kas ir skārušas HVDC risinājumus. Tāpēc ir pienācis laiks pāriet pie neapšaubāmām priekšrocībām. Analīzes liecina, ka noteiktā attālumā, šķērsojot t.s.līdzsvara punkts» (apmēram 600-800 km), HVDC alternatīva, lai gan tās sākotnējās izmaksas ir augstākas nekā maiņstrāvas iekārtu palaišanas izmaksas, vienmēr rada zemākas kopējās pārvades tīkla izmaksas. Zemūdens kabeļu līdzsvara attālums ir daudz īsāks (parasti aptuveni 50 km) nekā gaisvadu līnijām (3).
3. Salīdziniet ieguldījumus un izmaksas par elektroenerģijas pārvadi starp HVAC un HVDC.
DC terminālis tie vienmēr būs dārgāki nekā maiņstrāvas spailes, vienkārši tāpēc, ka tiem jābūt komponentiem, lai pārveidotu līdzstrāvas spriegumu, kā arī pārveidotu līdzstrāvu maiņstrāvā. Bet līdzstrāvas sprieguma pārveidošana un automātiskie slēdži ir lētāki. Šis konts kļūst arvien ienesīgāks.
Šobrīd pārvades zudumi mūsdienu tīklos svārstās no 7%. līdz 15 procentiem zemes pārraidei, kuras pamatā ir maiņstrāva. Līdzstrāvas pārraides gadījumā tie ir daudz zemāki un paliek zemi pat tad, ja kabeļi ir novietoti zem ūdens vai zem zemes.
Tāpēc HVDC ir jēga garākiem zemes gabaliem. Vēl viena vieta, kur tas darbosies, ir iedzīvotāji, kas izkaisīti pa salām. Indonēzija ir labs piemērs. Iedzīvotāju skaits ir 261 miljons cilvēku, kas dzīvo apmēram sešos tūkstošos salu. Daudzas no šīm salām pašlaik ir atkarīgas no naftas un dīzeļdegvielas. Ar līdzīgu problēmu saskaras Japāna, kurai ir 6 salas, no kurām 852 ir apdzīvotas.
Japāna apsver iespēju būvēt divas lielas augstsprieguma līdzstrāvas pārvades līnijas ar kontinentālo Āziju.kas ļaus atbrīvoties no nepieciešamības neatkarīgi ražot un pārvaldīt visu savu elektroenerģiju ierobežotā ģeogrāfiskā apgabalā ar ievērojamām reljefa grūtībām. Līdzīgi ir sakārtotas tādas valstis kā Lielbritānija, Dānija un daudzas citas.
Tradicionāli Ķīna domā tādā mērogā, kas pārspēj citas valstis. Uzņēmums, kas pārvalda valsts valstij piederošo elektrotīklu, ir nācis klajā ar ideju izveidot globālu augstsprieguma līdzstrāvas tīklu, kas līdz 2050. gadam savienos visas vēja un saules elektrostacijas pasaulē. Šāds risinājums, kā arī viedtīklu tehnikas, kas dinamiski sadala un sadala enerģiju no vietām, kur tā tiek ražota lielos daudzumos uz vietām, kur tā šobrīd ir nepieciešama, varētu ļaut lasīt "Jauno tehniķi" lampas gaismā. ar enerģiju, ko rada vējdzirnavas, kas atrodas kaut kur Klusā okeāna dienvidu daļā. Galu galā visa pasaule ir sava veida arhipelāgs.
