El futur de la transmissió d'electricitat fa servir corrent continu? Arxipèlag mundial i la seva xarxa

Actualment, la majoria de línies elèctriques d'alta tensió es basen en corrent altern. Tanmateix, el desenvolupament de noves fonts d'energia, centrals solars i eòliques, situades lluny dels assentaments i consumidors industrials, requereix xarxes de transmissió, de vegades fins i tot a escala continental. I aquí, com va resultar, HVDC és millor que HVAC.

línia de corrent continu d'alta tensió (abreviatura de corrent continu d'alta tensió) tenen una millor capacitat per transportar grans quantitats d'energia que HVAC (abreviatura de corrent altern d'alta tensió) per llargues distàncies. Potser un argument més important és el menor cost d'aquesta solució a llargues distàncies. Això vol dir que és molt útil per subministrar electricitat a llargues distàncies des d'ubicacions d'energies renovables que connecten les illes amb el continent i fins i tot potencialment fins i tot continents diferents entre si.

Línia HVAC requereixen la construcció d'enormes torres i línies de tracció. Això sovint provoca protestes dels residents locals. HVDC es pot col·locar a qualsevol llarga distància sota terra, sense risc de grans pèrdues energètiquescom és el cas de les xarxes de CA ocultes. Aquesta és una solució una mica més cara, però és una manera d'evitar molts dels problemes als quals s'enfronten les xarxes de transmissió. Per descomptat, per a la transmissió des de Regió de Columbia es poden adaptar línies de transmissió existents i socialment acceptables amb pilones altes. Això vol dir que podeu enviar més energia a través de les mateixes línies.

Hi ha molts problemes amb la transmissió d'energia de CA que són ben coneguts pels enginyers elèctrics. Aquests inclouen, entre d'altres generació de camps electromagnèticscom a resultat, les línies estan molt per sobre del terra i estan separades entre si. També hi ha pèrdues de calor a l'entorn del sòl i de l'aigua i moltes altres dificultats que han après a afrontar el temps, però que continuen carregant l'economia energètica. Les xarxes de CA requereixen molts compromisos d'enginyeria, però l'ús de CA és sens dubte rendible per a la transmissió. electricitat de llarga distànciaaixí que en la majoria de situacions no són problemes irresolubles. Tanmateix, això no vol dir que no pugueu utilitzar una solució millor.

Hi haurà una xarxa energètica global?

L'any 1954, ABB va construir una línia de transmissió de corrent continu d'alta tensió enfonsada de 96 km entre el continent suec i l'illa (1). Com és la tracció permet obtenir el doble de voltatge què passa corrent altern. Les línies de corrent continu subterrànies i submarines no perden la seva eficiència de transmissió en comparació amb les línies aèries. El corrent continu no crea un camp electromagnètic que afectaria altres conductors, terra o aigua. El gruix dels conductors pot ser qualsevol, ja que el corrent continu no tendeix a fluir per la superfície del conductor. La CC no té freqüència, de manera que és més fàcil connectar dues xarxes de freqüències diferents i tornar-les a convertir en CA.

però D.C. encara té dues limitacions que li van impedir apoderar-se del món, almenys fins fa poc. Primer, els convertidors de tensió eren molt més cars que els simples convertidors físics de CA. Tanmateix, el cost dels transformadors de corrent continu (2) està baixant ràpidament. La reducció de costos també es veu afectada pel fet que augmenta el nombre de dispositius que utilitzen corrent continu al costat dels receptors orientats a l'energia.

2. Transformador de corrent continu de Siemens

El segon problema és això Els disjuntors de corrent continu d'alta tensió (fusibles) eren ineficaços. Els interruptors automàtics són components que protegeixen els sistemes elèctrics de la sobrecàrrega. Interruptors mecànics de corrent continu eren massa lents. D'altra banda, tot i que els interruptors electrònics són bastant ràpids, fins ara el seu accionament s'ha associat a de grans, fins al 30 per cent. pèrdua de potència. Això ha estat difícil de superar, però recentment s'ha aconseguit amb una nova generació d'interruptors híbrids.

Si s'han de creure els informes recents, estem en bon camí per superar els reptes tècnics que han afectat les solucions HVDC. Així que és hora de passar als beneficis indubtables. Les anàlisis mostren que a una certa distància, després de creuar l'anomenada.punt d’equilibri» (aprox. 600-800 km), l'alternativa HVDC, tot i que els seus costos inicials són superiors als costos de posada en marxa de les instal·lacions de CA, sempre es tradueix en menors costos globals de la xarxa de transport. La distància d'equilibri dels cables submarins és molt més curta (normalment uns 50 km) que per a les línies aèries (3).

3. Compareu la inversió i el cost de la transmissió d'energia entre HVAC i HVDC.

Terminal DC sempre seran més cars que els terminals de CA, simplement perquè han de tenir components per convertir la tensió de CC i la conversió de CC a CA. Però la conversió de tensió de CC i els interruptors de circuit són més barats. Aquest compte és cada cop més rendible.

Actualment, les pèrdues de transmissió a les xarxes modernes oscil·len entre el 7%. fins a un 15 per cent per a la transmissió terrestre basada en corrent altern. En el cas de la transmissió de corrent continu, són molt inferiors i es mantenen baixes fins i tot quan els cables es col·loquen sota l'aigua o sota terra.

Així, l'HVDC té sentit per a trams de terra més llargs. Un altre lloc on això funcionarà és la població dispersa per les illes. Indonèsia n'és un bon exemple. La població és de 261 milions de persones que viuen a unes sis mil illes. Moltes d'aquestes illes depenen actualment del petroli i del gasoil. El Japó té un problema similar amb 6 illes, 852 de les quals estan habitades.

El Japó està considerant construir dues grans línies de transmissió de corrent continu d'alta tensió amb Àsia continental.que permetrà desfer-se de la necessitat de generar i gestionar de manera autònoma la totalitat de la seva electricitat en una zona geogràfica limitada i amb importants dificultats de terreny. Països com Gran Bretanya, Dinamarca i molts altres s'organitzen de manera similar.

Tradicionalment, la Xina pensa a una escala que supera la d'altres països. L'empresa, que opera la xarxa elèctrica de propietat estatal del país, ha tingut la idea de construir una xarxa global de corrent continu d'alta tensió que connecti totes les centrals eòliques i solars del món l'any 2050. Aquesta solució, més les tècniques de xarxa intel·ligent que assignen i distribueixen dinàmicament l'energia des dels llocs on es produeix en grans quantitats fins als llocs on es necessita en aquest moment, podria permetre llegir "Jove tècnic" sota la llum d'un llum alimentat. per l'energia generada pels molins de vent situats en algun lloc del Pacífic Sud. Després de tot, el món sencer és una mena d'arxipèlag.