Ligt de toekomst in het transport van elektriciteit met gelijkstroom? Wereldarchipel en zijn netwerk
Tegenwoordig zijn de meeste hoogspanningsleidingen gebaseerd op wisselstroom. De ontwikkeling van nieuwe energiebronnen, zonne- en windenergiecentrales die zich ver van bevolkte gebieden en industriële verbruikers bevinden, vereist echter transmissienetwerken die soms zelfs op continentale schaal plaatsvinden. En hier blijkt dat HVDC beter is dan HVAC.
HVDC-lijn (afkorting van High Voltage Direct Current) hebben een beter vermogen om grote hoeveelheden energie te transporteren dan HVAC (afkorting van High Voltage Alternate Current), want lange afstanden. Misschien wel een belangrijker argument zijn de lagere kosten van een dergelijke oplossing over lange afstanden. Dit betekent dat het erg handig is voor het leveren van elektriciteit over lange afstanden van duurzame energielocaties die eilanden met het vasteland en mogelijk zelfs verschillende continenten met elkaar verbinden.
HVAC-lijn vereisen de bouw van enorme torens en treklijnen. Dit veroorzaakt vaak protesten van omwonenden. HVDC kan over elke lange afstand onder de grond worden gelegd, zonder het risico van grote energieverliezenzoals het geval is bij verborgen AC-netwerken. Dit is een iets duurdere oplossing, maar het is een manier om veel van de problemen waarmee transmissienetwerken worden geconfronteerd te vermijden. Natuurlijk, voor overdracht van regio Colombia bestaande en sociaal aanvaardbare transmissielijnen met hoge torens kunnen worden aangepast. Dit betekent dat je meer energie langs dezelfde lijnen kunt sturen.
Er zijn veel problemen met krachtoverbrenging met behulp van wisselstroom die welbekend zijn bij energietechnici. Deze omvatten, inclusief opwekking van elektromagnetische veldenAls gevolg hiervan bevinden de lijnen zich hoog boven de grond en op afstand van elkaar. Er zijn ook warmteverliezen in het bodem- en watermilieu en vele andere moeilijkheden waarmee we in de loop van de tijd hebben leren omgaan, maar die de energie-economie blijven belasten. AC-netwerken vereisen veel technische compromissen, maar het gebruik van AC is zeker kosteneffectief voor transmissie elektriciteit over lange afstandendus in de meeste situaties zijn dit geen onoverkomelijke problemen. Dit betekent echter niet dat u geen betere oplossing kunt gebruiken.
Zal er een mondiaal energienetwerk zijn?
In 1954 bouwde ABB een 96 km lange verzonken HVDC-transmissielijn tussen het Zweedse vasteland en het eiland (1). Hoe werkt tractie? Hiermee kunt u tweemaal de spanning verkrijgen Wat is er aan de hand wisselstroom. Ondergrondse en onderwater DC-lijnen verliezen hun transmissie-efficiëntie niet in vergelijking met bovengrondse lijnen. Gelijkstroom creëert geen elektromagnetisch veld dat andere geleiders, grond of water zou beïnvloeden. De dikte van de geleiders kan willekeurig zijn, omdat gelijkstroom niet de neiging heeft langs het oppervlak van de geleider te stromen. Gelijkstroom heeft geen frequentie, dus het is gemakkelijker om twee netwerken met verschillende frequenties met elkaar te verbinden en deze weer om te zetten in wisselstroom.
echter D.C. het heeft nog steeds twee beperkingen die het in ieder geval tot voor kort hebben verhinderd de wereld over te nemen. Ten eerste waren spanningsomvormers veel duurder dan eenvoudige fysieke AC-omvormers. De kosten van gelijkstroomtransformatoren (2) dalen echter snel. De kostenreductie wordt ook beïnvloed door het feit dat het aantal apparaten dat gelijkstroom gebruikt aan de kant van energiegerichte ontvangers toeneemt.
2. Siemens DC-transformator
Het tweede probleem is dat Hoogspannings-DC-stroomonderbrekers (zekeringen) waren niet effectief. Stroomonderbrekers zijn componenten die elektrische systemen beschermen tegen overbelasting. Mechanische DC-stroomonderbrekers ze waren te langzaam. Aan de andere kant, hoewel elektronische schakelaars vrij snel zijn, wordt hun activeringspercentage tot nu toe geassocieerd met hoge percentages tot wel 30 procent. verlies van kracht. Dit was moeilijk te overwinnen, maar is onlangs bereikt met een nieuwe generatie hybride stroomonderbrekers.
Als we de recente rapporten mogen geloven, zijn we op weg om de technische uitdagingen te overwinnen die HVDC-oplossingen teisteren. Het is dus tijd om verder te gaan met de onbetwiste voordelen. Uit analyses blijkt dat op een bepaalde afstand, na het oversteken van de zogenaamde.evenwichtspunt” (ca. 600-800 km) leidt het HVDC-alternatief, hoewel de initiële kosten hoger zijn dan de opstartkosten van AC-installaties, altijd tot een verlaging van de totale kosten van de transmissienetwerken. De afstand tot het break-evenpunt voor onderzeese kabels is veel korter (doorgaans ongeveer 50 km) dan voor bovengrondse lijnen (3).
3. Vergelijk de investeringen en kosten van energietransmissie tussen HVAC en HVDC.
DC-aansluiting ze zullen altijd duurder zijn dan AC-terminals, simpelweg omdat ze componenten moeten hebben om zowel DC-spanning als DC naar AC om te zetten. Maar DC-spanningsomzetting en stroomonderbrekers zijn goedkoper. Dit account wordt steeds winstgevender.
Momenteel variëren de transmissieverliezen in moderne netwerken van 7%. tot 15 procent voor terrestrische transmissie op basis van wisselstroom. Bij DC-transmissie zijn ze veel lager en blijven ze ook laag als de kabels onder water of ondergronds worden gelegd.
HVDC is dus zinvol voor langere stukken land. Een andere plaats waar dit zou werken is met populaties verspreid over eilanden. Indonesië is een goed voorbeeld. Er wonen 261 miljoen mensen op ongeveer zesduizend eilanden. Veel van deze eilanden zijn nu afhankelijk van olie en diesel. Japan, dat 6 eilanden heeft, waarvan er 852 bewoond zijn, kampt met een soortgelijk probleem.
Japan overweegt de aanleg van twee grote hoogspanningsgelijkstroomlijnen met het vasteland van Azië.waardoor u niet meer zelf al uw elektriciteit hoeft op te wekken en te beheren in een beperkt geografisch gebied met aanzienlijke terreinproblemen. Landen als Groot-Brittannië, Denemarken en vele andere zijn op een vergelijkbare manier gestructureerd.
Traditioneel denkt China op een schaal die de schaal van andere landen overtreft. Het bedrijf dat het openbare elektriciteitsnet van het land beheert, is op het idee gekomen om een mondiaal hoogspanningsgelijkstroomnet aan te leggen dat in 2050 alle wind- en zonne-energiecentrales ter wereld met elkaar zal verbinden. Een dergelijke oplossing, plus slimme netwerktechnieken die energie dynamisch toewijzen en distribueren van plaatsen waar deze in grote hoeveelheden wordt opgewekt naar plaatsen waar deze op een bepaald moment nodig is, zouden het mogelijk kunnen maken om "Jonge Technicus" te lezen onder het licht van een lamp aangedreven door energie opgewekt door windmolens, ergens in de Stille Zuidzee. De hele wereld is tenslotte een soort archipel.
