Будучыня за перадачай электраэнергіі з выкарыстаннем пастаяннага току? Сусветны архіпелаг і яго сетка
Сёння большасць высакавольтных ліній электраперадач заснаваны на пераменным току. Аднак развіццё новых крыніц энергіі, сонечных і ветравых электрастанцый, размешчаных удалечыні ад населеных пунктаў і прамысловых спажыўцоў, патрабуе сетак перадачы часам нават кантынентальнага маштабу. І тут, як аказалася, HVDC лепш, чым HVAC.
лінія высокай напругі сталага току (скарачэнне ад High Voltage Direct Current) маюць лепшую здольнасць пераносіць вялікую колькасць энергіі, чым HVAC (скарачэнне ад High Voltage Alternate Current), для доўгія дыстанцыі. Магчыма, важнейшым аргументам з'яўляецца ніжэйшы кошт такога рашэння на вялікіх адлегласцях. Гэта азначае, што ён вельмі карысны для забеспячэнне электраэнергіяй на вялікія адлегласці ад месцазнаходжання аднаўляльных крыніц энергіі, якія злучаюць выспы з мацерыком і нават патэнцыйна нават розныя кантыненты адзін з адным.
лінія АПКВ патрабуюць будаўніцтвы велізарных веж і цягавых ліній. Гэта часта выклікае пратэсты мясцовых жыхароў. HVDC можа быць пракладзены на любую вялікую адлегласць пад зямлёй, без рызыкі вялікіх страт энергііяк у выпадку са ўтоенымі сеткамі пераменнага току. Гэта крыху даражэйшае рашэнне, але гэта спосаб пазбегнуць шматлікіх праблем, з якімі сутыкаюцца сеткі перадачы. Вядома, для перадачы з акруга Калумбія існуючыя і сацыяльна прымальныя лініі электраперадачы з высокімі апорамі могуць быць адаптаваны. Гэта азначае, што вы можаце пасылаць больш энергіі па тых жа лініях.
Ёсць шмат праблем з перадачай энергіі з выкарыстаннем пераменнага току, якія добра вядомыя энергетыкам. Да іх адносяцца, у тым ліку генерацыя электрамагнітных палёўу выніку лініі знаходзяцца высока над зямлёй і разнесены адзін ад аднаго. Існуюць таксама цеплавыя страты ў глебе і водным асяроддзі і многія іншыя цяжкасці, з якімі з часам навучыліся спраўляцца, але якія па-ранейшаму кладуцца цяжарам на эканоміку энергетыкі. У сетках пераменнага току патрабуецца шмат інжынерных кампрамісаў, але выкарыстанне пераменнага току, безумоўна, эканамічна выгодна для перадачы электрычнасць на вялікія адлегласцітаму ў большасці сітуацый гэта не невырашальныя праблемы. Аднак гэта не азначае, што вы не можаце выкарыстоўваць лепшае рашэнне.
Ці будзе глабальная энергетычная сетка?
У 1954 годзе кампанія АББ пабудавала затанулую лінію электраперадачы высокага напружання пастаяннага току працягласцю 96 км паміж мацерыковай часткай Швецыі і востравам (1). Як уладкованая цяга, дазваляе атрымаць удвая большую напругу чым справа пераменны ток. Падземныя і падводныя лініі на сталым току не губляюць сваёй эфектыўнасці перадачы ў параўнанні з надземнымі лініямі. Пастаянны ток не стварае электрамагнітнага поля, якое ўздзейнічала б на іншыя праваднікі, зямлю ці ваду. Таўшчыня правадыроў можа быць любы, бо сталы ток не імкнецца цечу па паверхні правадыра. Пастаянны ток не мае частаты, таму прасцей злучыць дзве сеткі рознай частаты і пераўтварыць іх назад у пераменны ток.
аднак пастаянны ток у яго ўсё яшчэ ёсць два абмежаванні, якія перашкаджалі яму захапіць свет, прынамсі, да нядаўняга часу. Па-першае, пераўтваральнікі напругі былі нашмат даражэй, чым простыя фізічныя пераўтваральнікі пераменнага току. Аднак кошт трансфарматараў сталага току (2) хутка падае. На зніжэнне затрат таксама ўплывае той факт, што павялічваецца колькасць прылад, якія выкарыстоўваюць пастаянны ток на баку энергамэтавых прымачоў.
2. Трансфарматар пастаяннага току Сіменс
Другая праблема ў тым, што высакавольтныя аўтаматычныя выключальнікі сталага току (засцерагальнікі) былі неэфектыўныя. Аўтаматычныя выключальнікі - гэта кампаненты, якія абараняюць электрычныя сістэмы ад перагрузкі. Механічныя аўтаматычныя выключальнікі сталага току яны былі занадта маруднымі. З іншага боку, хоць электронныя перамыкачы дастаткова хуткія, іх спрацоўванне да гэтага часу было звязана з вялікімі, якія дасягаюць 30 працэнтаў. страта магутнасці. Гэта было цяжка пераадолець, але нядаўна гэта ўдалося зрабіць з дапамогай новага пакалення гібрыдных аўтаматычных выключальнікаў.
Калі верыць апошнім паведамленням, мы знаходзімся на шляху да пераадолення тэхнічных праблем, якія абцяжарвалі рашэнні HVDC. Так што пара пераходзіць да несумнеўных пераваг. Аналізы паказваюць, што на пэўнай адлегласці, пасля перасячэння т.зв.кропка раўнавагі»(каля 600-800 км), альтэрнатыва ў выглядзе ВНПТ, хоць яе першапачатковыя выдаткі вышэй, чым пускавыя выдаткі на ўстаноўкі пераменнага току, заўсёды прыводзіць да зніжэння агульных затрат на перадавальныя сеткі. Адлегласць да кропкі бясстратнасці для падводных кабеляў нашмат карацей (звычайна каля 50 км), чым для паветраных ліній (3).
3. Параўнайце інвестыцыі і выдаткі на перадачу энергіі паміж HVAC і HVDC.
Тэрмінал пастаяннага току яны заўсёды будуць даражэй, чым клемы пераменнага току, проста таму, што яны павінны мець кампаненты для пераўтварэння пастаяннага напружання, а таксама для пераўтварэння пастаяннага току ў пераменны. Але пераўтварэнне сталай напругі і аўтаматычныя выключальнікі танней. Гэты рахунак становіцца ўсё больш і больш прыбытковым.
Цяпер страты пры перадачы ў сучасных сетках складаюць ад 7 працэнтаў. да 15 працэнтаў для наземнай перадачы на аснове пераменнага току. У выпадку перадачы сталага току яны нашмат ніжэй і застаюцца нізкімі, нават калі кабелі пракладзены пад вадой ці пад зямлёй.
Такім чынам, HVDC мае сэнс для даўжэйшых участкаў зямлі. Яшчэ адно месца, дзе гэта спрацуе, - насельніцтва, раскіданае па астравах. Інданезія з'яўляецца добрым прыкладам. Насельніцтва складае 261 мільён чалавек, якія пражываюць прыкладна на шасці тысячах астравоў. Многія з гэтых астравоў у цяперашні час залежаць ад нафты і дызельнага паліва. Аналагічная праблема стаіць перад Японіяй, якая налічвае 6 выспы, 852 з якіх населены.
Японія разглядае магчымасць будаўніцтва дзвюх буйных ліній электраперадач высокай напругі сталага току з мацерыковай Азіяй.што дазволіць пазбавіцца ад неабходнасці самастойна генераваць і кіраваць усёй сваёй электраэнергіяй у абмежаваным геаграфічным раёне са значнымі цяжкасцямі рэльефу. Падобнай выявай уладкованыя такія краіны, як Вялікабрытанія, Данія і шматлікія іншыя.
Традыцыйна Кітай думае маштабамі, праўзыходнымі маштабы іншых краін. Кампанія, якая кіруе дзяржаўнымі электрычнымі сеткамі краіны, выступіла з ідэяй пабудаваць глабальную сетку пастаяннага току высокага напружання, якая да 2050 года злучыць усе ветраныя і сонечныя электрастанцыі ў свеце. Такое рашэнне плюс прыёмы інтэлектуальных сетак, дынамічна размяркоўвалыя і размяркоўвалыя магутнасць ад месцаў, дзе яна выпрацоўваецца ў вялікай колькасці, да месцаў, дзе яна неабходна ў дадзены момант, маглі б дазволіць прачытаць «Юнага тэхніка» пад святлом лямпа сілкуецца ад энергіі, выпрацоўванай ветракамі , размешчанымі недзе ў паўднёвай частцы Ціхага акіяна. Бо ўвесь свет - гэта свайго роду архіпелаг.
