Болашақ электр энергиясын тасымалдау тұрақты токты пайдаланады ма? Дүниежүзілік архипелаг және оның желісі

Бүгінгі таңда жоғары вольтты электр желілерінің көпшілігі айнымалы токқа негізделген. Дегенмен, елді мекендер мен өнеркәсіптік тұтынушылардан шалғай орналасқан жаңа энергия көздерін, күн және жел электр станцияларын дамыту электр беру желілерін, кейде тіпті континенттік масштабта қажет етеді. Ал мұнда, белгілі болғандай, HVDC HVAC қарағанда жақсы.

жоғары вольтты тұрақты желі (жоғары вольтты тура токтың қысқаша қысқартылған нұсқасы) HVAC (жоғары вольтты балама ток үшін қысқа) қарағанда үлкен көлемде энергияны тасымалдау мүмкіндігі жақсырақ. ұзақ қашықтықтар. Мүмкін, маңыздырақ дәлел - бұл ұзақ қашықтыққа осындай шешімнің төмен құны. Бұл өте пайдалы екенін білдіреді ұзақ қашықтыққа электр энергиясын беру аралдарды материкпен және тіпті әртүрлі континенттермен бір-бірімен байланыстыратын жаңартылатын энергия көздерінен.

HVAC желісі үлкен мұнаралар мен тарту желілерін салуды талап етеді. Бұл жиі жергілікті тұрғындардың наразылығын тудырады. HVDC кез келген ұзақ қашықтықты жер астына салуға болады, үлкен энергия жоғалту қаупінсізжасырын айнымалы ток желілеріндегідей. Бұл сәл қымбатырақ шешім, бірақ бұл тасымалдау желілері кездесетін көптеген мәселелерден аулақ болудың жолы. Әрине, беру үшін Тұрақты ток жоғары тіректері бар қолданыстағы және әлеуметтік қолайлы электр беру желілерін бейімдеуге болады. Бұл бірдей желілер арқылы көбірек энергия жіберуге болатынын білдіреді.

Энергетиктерге жақсы белгілі айнымалы токты беруде көптеген мәселелер бар. Олардың арасында басқалар да бар электромагниттік өрістердің пайда болуынәтижесінде сызықтар жерден жоғары және бір-бірінен алшақ орналасқан. Сондай-ақ топырақ пен су ортасындағы жылу шығындары және уақытпен күресуді үйренген, бірақ энергия экономикасына ауыртпалық түсіретін басқа да көптеген қиындықтар бар. Айнымалы ток желілері көптеген инженерлік ымыраларды талап етеді, бірақ айнымалы токты пайдалану, әрине, жіберу үшін үнемді. алыс қашықтыққа электр қуатысондықтан көп жағдайда бұл шешілмейтін мәселелер емес. Дегенмен, бұл жақсырақ шешімді пайдалана алмайсыз дегенді білдірмейді.

Жаһандық энергетикалық желі болады ма?

1954 жылы ABB Швеция материгі мен арал арасында 96 км жоғары вольтты тұрақты электр беру желісін салды (1). Тарту қалай екі есе кернеу алуға мүмкіндік береді не хабар айнымалы тоқ. Жер асты және су астындағы тұрақты ток желілері әуе желілерімен салыстырғанда беру тиімділігін жоғалтпайды. Тұрақты ток басқа өткізгіштерге, жерге немесе суға әсер ететін электромагниттік өрісті жасамайды. Өткізгіштердің қалыңдығы кез келген болуы мүмкін, өйткені тұрақты ток өткізгіштің бетінен өтуге бейім емес. Тұрақты ток жиілігі жоқ, сондықтан әртүрлі жиіліктегі екі желіні қосып, оларды айнымалы токқа қайта түрлендіру оңайырақ.

дегенмен D.C. оның әлі де кем дегенде соңғы уақытқа дейін әлемді басып алуына кедергі келтіретін екі шектеуі бар. Біріншіден, кернеу түрлендіргіштері қарапайым физикалық айнымалы ток түрлендіргіштерінен әлдеқайда қымбат болды. Дегенмен, тұрақты ток трансформаторларының (2) құны тез төмендейді. Шығындардың төмендеуіне энергияға бағытталған қабылдағыштар жағында тұрақты токты пайдаланатын құрылғылар санының артуы да әсер етеді.

2. Siemens тұрақты ток трансформаторы

Екінші мәселе сол жоғары вольтты тұрақты ток ажыратқыштары (сақтандырғыштар) тиімсіз болды. Ажыратқыштар электр жүйелерін шамадан тыс жүктемеден қорғайтын құрамдас бөліктер болып табылады. Тұрақты токтың механикалық ажыратқыштары олар тым баяу болды. Екінші жағынан, электронды қосқыштар өте жылдам болса да, олардың іске қосылуы осы уақытқа дейін 30 пайызға дейін үлкендермен байланысты. қуат жоғалуы. Мұны жеңу қиын болды, бірақ жақында гибридті автоматты ажыратқыштардың жаңа буынымен қол жеткізілді.

Егер соңғы есептерге сенетін болсақ, біз HVDC шешімдеріне қатысты техникалық қиындықтарды еңсеру жолындамыз. Сонымен, сөзсіз артықшылықтарға көшудің уақыты келді. Талдау көрсеткендей, белгілі бір қашықтықта, деп аталатын кесіп өткеннен кейін.тепе -теңдік нүктесі» (шамамен 600-800 км), HVDC балама, оның бастапқы шығындары айнымалы ток қондырғыларын іске қосу шығындарынан жоғары болғанымен, әрқашан тасымалдау желісінің жалпы құнының төмендеуіне әкеледі. Суасты кабельдері үшін шығынсыздық қашықтығы әуе желілеріне (50) қарағанда әлдеқайда қысқа (әдетте шамамен 3 км).

3. HVAC және HVDC арасындағы қуат берудің инвестициясы мен құнын салыстырыңыз.

Тұрақты ток терминалы олар әрқашан айнымалы ток терминалдарына қарағанда қымбатырақ болады, өйткені оларда тұрақты кернеуді, сондай-ақ тұрақты токты айнымалы токқа түрлендіруге арналған құрамдастары болуы керек. Бірақ тұрақты кернеуді түрлендіру және автоматты ажыратқыштар арзанырақ. Бұл шот барған сайын табысты болып келеді.

Қазіргі уақытта заманауи желілерде тасымалдау жоғалтулары 7% құрайды. 15 пайызға дейін айнымалы ток негізінде жерүсті таратуға арналған. Тұрақты ток беріліс жағдайында олар әлдеқайда төмен және кабельдер су астына немесе жер астына салынғанда да төмен болып қалады.

Сондықтан HVDC ұзағырақ жер учаскелері үшін мағынасы бар. Бұл жұмыс істейтін тағы бір орын - аралдар бойынша шашыраңқы халық. Индонезия жақсы үлгі болып табылады. Алты мыңға жуық аралда тұратын халық саны 261 миллион адам. Бұл аралдардың көпшілігі қазір мұнай мен дизель отынына тәуелді. Жапонияда 6 аралда осындай проблема бар, оның 852-ында халық тұрады.

Жапония материктік Азиямен екі үлкен жоғары вольтты тұрақты электр беру желісін салуды қарастыруда.бұл айтарлықтай рельефтік қиындықтары бар шектеулі географиялық аймақта өздерінің барлық электр энергиясын дербес өндіру және басқару қажеттілігінен арылуға мүмкіндік береді. Ұлыбритания, Дания және басқа да көптеген елдер осыған ұқсас реттелген.

Дәстүрлі түрде Қытай басқа елдерден асып түсетін ауқымда ойлайды. Елдің мемлекеттік электр желісін басқаратын компания 2050 жылға қарай әлемдегі барлық жел және күн электр станцияларын біріктіретін жаһандық жоғары вольтты тұрақты ток желісін салу идеясын ұсынды. Мұндай шешім, сонымен қатар қуатты көп мөлшерде өндірілетін жерлерден қазіргі уақытта қажетті орындарға динамикалық түрде бөлетін және тарататын смарт желі әдістері «Жас техникті» электр қуатымен жұмыс істейтін шамның жарығында оқуға мүмкіндік береді. Оңтүстік Тынық мұхитының бір жерінде орналасқан жел диірмендері өндіретін энергиямен. Өйткені, бүкіл әлем архипелагтың бір түрі.