Ապագան ուղղակի հոսանքով էլեկտրաէներգիայի փոխանցման մեջ է: Համաշխարհային արշիպելագը և նրա ցանցը

Այսօր բարձրավոլտ էլեկտրահաղորդման գծերի մեծ մասը հիմնված է փոփոխական հոսանքի վրա: Այնուամենայնիվ, էներգիայի նոր աղբյուրների, արևային և հողմային էլեկտրակայանների զարգացումը, որոնք տեղակայված են բնակավայրերից և արդյունաբերական սպառողներից հեռու, պահանջում են հաղորդման ցանցեր, երբեմն նույնիսկ մայրցամաքային մասշտաբով: Եվ այստեղ, ինչպես պարզվեց, HVDC-ն ավելի լավն է, քան HVAC-ը:

բարձր լարման DC գիծ (կարճ՝ High Voltage Direct Current բառի համար) ավելի լավ կարողություն ունեն մեծ քանակությամբ էներգիա կրելու, քան HVAC-ը (կարճ՝ High Voltage Alternate Current) երկար հեռավորություններ. Թերևս ավելի կարևոր փաստարկը երկար հեռավորությունների վրա նման լուծման ավելի ցածր արժեքն է: Սա նշանակում է, որ այն շատ օգտակար է էլեկտրաէներգիա ապահովել երկար հեռավորությունների վրա վերականգնվող էներգիայի վայրերից, որոնք միացնում են կղզիները մայրցամաքին և նույնիսկ պոտենցիալ տարբեր մայրցամաքները միմյանց:

HVAC գիծ պահանջում են հսկայական աշտարակների և քարշող գծերի կառուցում: Սա հաճախ տեղի բնակիչների բողոքի պատճառ է դառնում: HVDC-ն կարող է տեղադրվել ցանկացած մեծ հեռավորության վրա՝ ստորգետնյա, առանց էներգիայի մեծ կորուստների ռիսկիինչպես դա թաքնված AC ցանցերի դեպքում է: Սա մի փոքր ավելի թանկ լուծում է, բայց այն շատ խնդիրներից խուսափելու միջոց է, որոնց բախվում են հաղորդման ցանցերը: Իհարկե, փոխանցման համար DC- ն առկա և սոցիալապես ընդունելի էլեկտրահաղորդման գծերը բարձր հենասյուներով կարող են հարմարեցվել: Սա նշանակում է, որ դուք կարող եք ավելի շատ էներգիա ուղարկել նույն գծերի միջոցով:

AC հոսանքի փոխանցման հետ կապված բազմաթիվ խնդիրներ կան, որոնք լավ հայտնի են էներգետիկ ճարտարագետներին: Դրանք ներառում են, ի թիվս այլոց էլեկտրամագնիսական դաշտերի առաջացումարդյունքում գծերը գետնից բարձր են և միմյանցից հեռու: Կան նաև ջերմային կորուստներ հողի և ջրային միջավայրում և շատ այլ դժվարություններ, որոնք սովորել են ժամանակին հաղթահարել, բայց որոնք շարունակում են ծանրաբեռնել էներգետիկ տնտեսությունը: AC ցանցերը պահանջում են բազմաթիվ ինժեներական փոխզիջումներ, բայց AC օգտագործումը, իհարկե, ծախսարդյունավետ է փոխանցման համար: միջքաղաքային էլեկտրաէներգիաայնպես որ շատ իրավիճակներում դրանք անլուծելի խնդիրներ չեն: Այնուամենայնիվ, դա չի նշանակում, որ դուք չեք կարող օգտագործել ավելի լավ լուծում:

Կլինի՞ համաշխարհային էներգետիկ ցանց։

1954 թվականին ABB-ն կառուցել է խորտակված 96 կմ բարձր լարման հաստատուն հոսանքի գիծ Շվեդիայի մայրցամաքի և կղզու միջև (1): Ինչպես է ձգումը թույլ է տալիս ստանալ կրկնակի լարում Ինչ կա փոփոխական հոսանք. Ստորգետնյա և սուզանավային DC գծերը չեն կորցնում իրենց հաղորդման արդյունավետությունը օդային գծերի համեմատ: Ուղղակի հոսանքը չի ստեղծում էլեկտրամագնիսական դաշտ, որը կազդի այլ հաղորդիչների՝ երկրի կամ ջրի վրա: Հաղորդավարների հաստությունը կարող է լինել ցանկացած, քանի որ ուղղակի հոսանքը հակված չէ հոսել հաղորդիչի մակերեսով: DC-ն հաճախականություն չունի, ուստի ավելի հեշտ է միացնել տարբեր հաճախականությունների երկու ցանցեր և դրանք նորից փոխարկել AC:

սակայն D.C. նա դեռևս երկու սահմանափակում ունի, որոնք թույլ չտվեցին նրան գրավել աշխարհը, գոնե մինչև վերջերս: Նախ, լարման փոխարկիչները շատ ավելի թանկ էին, քան պարզ ֆիզիկական փոփոխական փոխարկիչները: Այնուամենայնիվ, DC տրանսֆորմատորների (2) արժեքը արագորեն նվազում է: Ծախսերի նվազեցման վրա ազդում է նաև այն փաստը, որ էներգիան ուղղված ընդունիչների կողքին ուղղակի հոսանք օգտագործող սարքերի թիվն ավելանում է:

2. Siemens DC տրանսֆորմատոր

Երկրորդ խնդիրն այն է բարձր լարման DC անջատիչները (ապահովիչներ) անարդյունավետ էին. Անջատիչները բաղադրիչներ են, որոնք պաշտպանում են էլեկտրական համակարգերը ծանրաբեռնվածությունից: DC մեխանիկական անջատիչներ նրանք չափազանց դանդաղ էին: Մյուս կողմից, թեև էլեկտրոնային անջատիչները բավականին արագ են, դրանց գործարկումը մինչ այժմ կապված է մեծերի հետ՝ մինչև 30 տոկոս: էներգիայի կորուստ. Սա դժվար էր հաղթահարել, սակայն վերջերս ձեռք է բերվել հիբրիդային անջատիչների նոր սերնդի միջոցով:

Եթե ​​պետք է հավատալ վերջին զեկույցներին, մենք լավ ճանապարհին ենք հաղթահարելու տեխնիկական մարտահրավերները, որոնք պատուհասել են HVDC լուծումները: Այսպիսով, ժամանակն է անցնել անկասկած առավելություններին: Վերլուծությունները ցույց են տալիս, որ որոշակի հեռավորության վրա անցնելուց հետո այսպես կոչված.հավասարակշռության կետ» (մոտ 600-800 կմ), HVDC այլընտրանքը, թեև դրա սկզբնական ծախսերը ավելի բարձր են, քան AC տեղակայանքների մեկնարկի ծախսերը, միշտ հանգեցնում է հաղորդման ցանցի ընդհանուր ծախսերի ավելի ցածր: Սուզանավային մալուխների անկման հեռավորությունը շատ ավելի կարճ է (սովորաբար մոտ 50 կմ), քան օդային գծերի համար (3):

3. Համեմատեք HVAC-ի և HVDC-ի միջև էներգիայի փոխանցման ներդրումները և արժեքը:

DC տերմինալ դրանք միշտ ավելի թանկ կլինեն, քան AC տերմինալները, պարզապես այն պատճառով, որ դրանք պետք է ունենան բաղադրամասեր՝ DC լարումը փոխարկելու, ինչպես նաև DC-ի AC փոխակերպման համար: Բայց DC լարման փոխակերպումը և անջատիչները ավելի էժան են: Այս հաշիվը գնալով ավելի շահավետ է դառնում:

Ներկայումս հաղորդման կորուստները ժամանակակից ցանցերում տատանվում են 7%-ից: մինչև 15 տոկոս փոփոխական հոսանքի հիման վրա ցամաքային հաղորդման համար: DC փոխանցման դեպքում դրանք շատ ավելի ցածր են և ցածր են մնում նույնիսկ այն ժամանակ, երբ մալուխները անցկացվում են ջրի տակ կամ ստորգետնյա:

Այսպիսով, HVDC-ն իմաստ ունի ավելի երկար հատվածների համար: Մեկ այլ տեղ, որտեղ դա կաշխատի, կղզիներով ցրված բնակչությունն է: Ինդոնեզիան լավ օրինակ է: Բնակչությունը կազմում է 261 միլիոն մարդ, որոնք ապրում են մոտ վեց հազար կղզիներում։ Այս կղզիներից շատերը ներկայումս կախված են նավթից և դիզելային վառելիքից: Նման խնդիր ունի Ճապոնիան՝ կապված 6 կղզիների հետ, որոնցից 852-ը բնակեցված են։

Ճապոնիան դիտարկում է մայրցամաքային Ասիայի հետ բարձր լարման հաստատուն հաղորդման երկու մեծ գծերի կառուցումը:ինչը հնարավորություն կտա ազատվել իրենց ողջ էլեկտրաէներգիան ինքնուրույն արտադրելու և կառավարելու անհրաժեշտությունից սահմանափակ աշխարհագրական տարածքում՝ տեղանքի զգալի դժվարություններով: Նման կերպ են դասավորված այնպիսի երկրներ, ինչպիսիք են Մեծ Բրիտանիան, Դանիան և շատ ուրիշներ։

Ավանդաբար Չինաստանը մտածում է այնպիսի մասշտաբով, որը գերազանցում է այլ երկրներին: Ընկերությունը, որը շահագործում է երկրի պետական ​​էլեկտրացանցը, հանդես է եկել համաշխարհային բարձրավոլտ DC ցանց կառուցելու գաղափարով, որը մինչև 2050 թվականը կմիացնի աշխարհի բոլոր քամու և արևային էլեկտրակայանները: Նման լուծումը, գումարած խելացի ցանցի տեխնիկան, որը դինամիկ կերպով բաշխում և բաշխում է էներգիան այն վայրերից, որտեղ այն արտադրվում է մեծ քանակությամբ դեպի այն վայրերը, որտեղ այն տվյալ պահին անհրաժեշտ է, կարող է հնարավոր դարձնել «Երիտասարդ տեխնիկ» կարդալը սնուցվող լամպի լույսի ներքո: Խաղաղ օվկիանոսի հարավային մասում տեղակայված հողմաղացներից ստացված էներգիայի միջոցով: Ի վերջո, ամբողջ աշխարհը մի տեսակ արշիպելագ է։