არის თუ არა ელექტროენერგიის გადაცემის მომავალი პირდაპირი დენის გამოყენებით? მსოფლიო არქიპელაგი და მისი ქსელი
დღესდღეობით, მაღალი ძაბვის ელექტროგადამცემი ხაზების უმეტესობა დაფუძნებულია ალტერნატიულ დენზე. თუმცა, ახალი ენერგიის წყაროების, მზის და ქარის ელექტროსადგურების განვითარება, რომლებიც მდებარეობს დასახლებებისა და სამრეწველო მომხმარებლებისგან შორს, საჭიროებს გადამცემი ქსელებს, ზოგჯერ კონტინენტური მასშტაბითაც კი. და აი, როგორც აღმოჩნდა, HVDC უკეთესია, ვიდრე HVAC.
მაღალი ძაბვის DC ხაზი (მოკლე მაღალი ძაბვის პირდაპირი დენი) აქვს უკეთესი უნარი გადაიტანოს დიდი რაოდენობით ენერგია, ვიდრე HVAC (მოკლე ძაბვის ალტერნატიული დენი) გრძელი დისტანციები. ალბათ უფრო მნიშვნელოვანი არგუმენტია ასეთი გადაწყვეტის დაბალი ღირებულება დიდ დისტანციებზე. ეს ნიშნავს, რომ ის ძალიან სასარგებლოა ელექტროენერგიის მიწოდება დიდ დისტანციებზე განახლებადი ენერგიის ადგილებიდან, რომლებიც აკავშირებენ კუნძულებს მატერიკზე და პოტენციურად სხვადასხვა კონტინენტებსაც კი ერთმანეთთან.
HVAC ხაზი მოითხოვს უზარმაზარი კოშკების და წევის ხაზების მშენებლობას. ეს ხშირად იწვევს ადგილობრივი მოსახლეობის პროტესტს. HVDC შეიძლება განთავსდეს ნებისმიერ დიდ მანძილზე მიწისქვეშ, დიდი ენერგიის დანაკარგების რისკის გარეშეროგორც ეს ფარული AC ქსელების შემთხვევაშია. ეს არის ოდნავ უფრო ძვირი გამოსავალი, მაგრამ ეს არის გზა, რათა თავიდან ავიცილოთ მრავალი პრობლემა, რომელსაც გადამცემი ქსელები აწყდება. რა თქმა უნდა, გადაცემისთვის DC არსებული და სოციალურად მისაღები გადამცემი ხაზები მაღალი პილონებით შეიძლება ადაპტირდეს. ეს ნიშნავს, რომ თქვენ შეგიძლიათ მეტი ენერგიის გაგზავნა იმავე ხაზებით.
AC დენის გადაცემასთან დაკავშირებით ბევრი პრობლემაა, რომლებიც კარგად არის ცნობილი ენერგეტიკის ინჟინრებისთვის. მათ შორის, სხვათა შორის ელექტრომაგნიტური ველების წარმოქმნაშედეგად, ხაზები მიწიდან მაღლა დგას და ერთმანეთისგან დაშორებულია. ასევე არის ნიადაგისა და წყლის გარემოში სითბოს დანაკარგები და მრავალი სხვა სირთულე, რამაც ისწავლა დროსთან გამკლავება, მაგრამ კვლავ ამძიმებს ენერგეტიკულ ეკონომიკას. AC ქსელები მოითხოვს ბევრ საინჟინრო კომპრომისს, მაგრამ AC გამოყენება, რა თქმა უნდა, ეფექტურია გადაცემისთვის. შორ მანძილზე ელექტროენერგიაასე რომ, უმეტეს სიტუაციებში ეს არ არის გადაუჭრელი პრობლემები. თუმცა, ეს არ ნიშნავს იმას, რომ თქვენ არ შეგიძლიათ გამოიყენოთ უკეთესი გამოსავალი.
იქნება თუ არა გლობალური ენერგეტიკული ქსელი?
1954 წელს ABB-მ ააგო ჩაძირული 96 კმ მაღალი ძაბვის DC გადამცემი ხაზი შვედეთის მატერიკსა და კუნძულს შორის (1). როგორ არის წევა საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ ორჯერ მეტი ძაბვა რა ხდება ალტერნატიული დენი. მიწისქვეშა და წყალქვეშა DC ხაზები არ კარგავენ გადაცემის ეფექტურობას საჰაერო ხაზებთან შედარებით. პირდაპირი დენი არ ქმნის ელექტრომაგნიტურ ველს, რომელიც გავლენას მოახდენს სხვა გამტარებლებზე, დედამიწაზე ან წყალზე. გამტარების სისქე შეიძლება იყოს ნებისმიერი, რადგან პირდაპირი დენი არ მიედინება გამტარის ზედაპირზე. DC-ს არ აქვს სიხშირე, ამიტომ უფრო ადვილია სხვადასხვა სიხშირის ორი ქსელის დაკავშირება და მათი დაბრუნება AC-ში.
თუმცა დ. მას ჯერ კიდევ აქვს ორი შეზღუდვა, რამაც ხელი შეუშალა მას მსოფლიოს ხელში ჩაგდებაში, სულ ცოტა ხნის წინ. პირველი, ძაბვის გადამყვანები ბევრად უფრო ძვირი იყო, ვიდრე მარტივი ფიზიკური AC გადამყვანები. თუმცა, DC ტრანსფორმატორების (2) ღირებულება სწრაფად ეცემა. ხარჯების შემცირებაზე ასევე მოქმედებს ის ფაქტი, რომ ენერგო-მიზნობრივი მიმღების მხარეს მუდმივი დენის გამოყენებით მოწყობილობების რაოდენობა იზრდება.
2. Siemens DC ტრანსფორმატორი
მეორე პრობლემა ის არის მაღალი ძაბვის DC ამომრთველები (საკრავები) არაეფექტური იყო. ამომრთველები არის კომპონენტები, რომლებიც იცავს ელექტრო სისტემებს გადატვირთვისგან. DC მექანიკური ამომრთველები ისინი ძალიან ნელი იყვნენ. მეორეს მხრივ, მიუხედავად იმისა, რომ ელექტრონული გადამრთველები საკმაოდ სწრაფია, მათი გააქტიურება აქამდე ასოცირებული იყო დიდებთან, 30 პროცენტამდე. დენის დაკარგვა. ამის დაძლევა რთული იყო, მაგრამ ახლახან მიღწეული იქნა ახალი თაობის ჰიბრიდული ამომრთველებით.
თუ ბოლო მოხსენებებს დავუჯერებთ, ჩვენ კარგ გზაზე ვართ იმ ტექნიკური გამოწვევების დასაძლევად, რომლებიც აწუხებდა HVDC გადაწყვეტილებებს. ასე რომ, დროა გადავიდეთ უდავო სარგებელზე. ანალიზები აჩვენებს, რომ გარკვეულ მანძილზე, გადაკვეთის შემდეგ ე.წ.ბალანსის წერტილი» (დაახლოებით 600-800 კმ), HVDC ალტერნატივა, თუმცა მისი საწყისი ხარჯები უფრო მაღალია, ვიდრე AC დანადგარების დაწყების ხარჯები, ყოველთვის იწვევს გადამცემი ქსელის მთლიან ხარჯებს. წყალქვეშა კაბელების გაწყვეტის მანძილი გაცილებით მოკლეა (ჩვეულებრივ, დაახლოებით 50 კმ), ვიდრე საჰაერო ხაზებისთვის (3).
3. შეადარეთ ელექტროენერგიის გადაცემის ინვესტიცია და ღირებულება HVAC-სა და HVDC-ს შორის.
DC ტერმინალი ისინი ყოველთვის უფრო ძვირი იქნება ვიდრე AC ტერმინალები, უბრალოდ იმიტომ, რომ მათ უნდა ჰქონდეთ კომპონენტები DC ძაბვის გადასაყვანად, ისევე როგორც DC AC-ში გადასაყვანად. მაგრამ DC ძაბვის კონვერტაცია და ამომრთველები უფრო იაფია. ეს ანგარიში სულ უფრო მომგებიანი ხდება.
ამჟამად გადაცემის დანაკარგები თანამედროვე ქსელებში მერყეობს 7%-დან. 15 პროცენტამდე ალტერნატიული დენის საფუძველზე მიწისზედა გადაცემისთვის. DC გადაცემის შემთხვევაში, ისინი გაცილებით დაბალია და რჩება დაბალი მაშინაც კი, როდესაც კაბელები წყალქვეშ ან მიწისქვეშაა.
ასე რომ, HVDC აზრი აქვს მიწის უფრო გრძელ მონაკვეთებს. კიდევ ერთი ადგილი, სადაც ეს იმუშავებს, არის კუნძულებზე მიმოფანტული მოსახლეობა. ინდონეზია კარგი მაგალითია. მოსახლეობა 261 მილიონი ადამიანია, რომლებიც ცხოვრობენ დაახლოებით ექვს ათას კუნძულზე. ამ კუნძულებიდან ბევრი ამჟამად დამოკიდებულია ნავთობსა და დიზელის საწვავზე. იაპონიას მსგავსი პრობლემა აქვს 6 კუნძულთან, რომელთაგან 852 დასახლებულია.
იაპონია განიხილავს ორი დიდი მაღალი ძაბვის DC გადამცემი ხაზის მშენებლობას მატერიკზე აზიასთან.რაც შესაძლებელს გახდის რელიეფის მნიშვნელოვანი სირთულეებით შეზღუდულ გეოგრაფიულ არეალში მთელი მათი ელექტროენერგიის დამოუკიდებლად გამომუშავებისა და მართვის აუცილებლობისგან თავის დაღწევას. მსგავსი ქვეყნებია მოწყობილი, როგორიცაა დიდი ბრიტანეთი, დანია და მრავალი სხვა.
ტრადიციულად, ჩინეთი აზროვნებს იმ მასშტაბით, რომელიც აღემატება სხვა ქვეყნებს. კომპანია, რომელიც მართავს ქვეყნის სახელმწიფო საკუთრებაში არსებულ ელექტრო ქსელს, გამოვიდა გლობალური მაღალი ძაბვის DC ქსელის აშენების იდეა, რომელიც დააკავშირებს მსოფლიოს ქარისა და მზის ყველა ელექტროსადგურს 2050 წლისთვის. ასეთი გადაწყვეტა, პლუს ჭკვიანი ქსელის ტექნიკა, რომელიც დინამიურად ანაწილებს და ანაწილებს ენერგიას იმ ადგილებიდან, სადაც ის წარმოებულია დიდი რაოდენობით იმ ადგილებში, სადაც ის ამ მომენტშია საჭირო, შეიძლება შესაძლებელი გახადოს "ახალგაზრდა ტექნიკოსის" წაკითხვა ნათურის შუქზე. წყნარი ოკეანის სამხრეთ ნაწილში მდებარე ქარის წისქვილების მიერ გამომუშავებული ენერგიით. მთელი მსოფლიო ხომ ერთგვარი არქიპელაგია.
