미래는 직류를 사용하여 전기를 전송하는 데 있습니다. 세계 군도와 그 네트워크

오늘날 대부분의 고압 전력선은 교류를 기반으로 합니다. 그러나 거주지와 산업 소비자에서 멀리 떨어진 새로운 에너지원, 태양광 및 풍력 발전소의 개발에는 때로는 대륙 규모의 전송 네트워크가 필요합니다. 그리고 여기서 밝혀진 바와 같이 HVDC는 HVAC보다 낫습니다.

고전압 DC 라인 (High Voltage Direct Current의 줄임말) HVAC (High Voltage Alternate Current의 줄임말)보다 많은 양의 에너지를 전달할 수 있습니다. 장거리. 아마도 더 중요한 주장은 장거리에서 그러한 솔루션의 비용이 더 낮다는 것입니다. 이것은 매우 유용하다는 것을 의미합니다. 장거리 전기 공급 섬과 본토, 심지어 잠재적으로 서로 다른 대륙을 연결하는 재생 가능 에너지 위치에서.

공조 라인 거대한 타워와 견인 라인의 건설이 필요합니다. 이는 종종 지역 주민들의 반발을 불러일으킨다. HVDC는 장거리 지하에 배치될 수 있으며, 큰 에너지 손실의 위험 없이숨겨진 AC 네트워크의 경우와 같습니다. 이것은 약간 더 비싼 솔루션이지만 전송 네트워크가 직면한 많은 문제를 피하는 방법입니다. 물론, 전송을 위해 컬럼비아 지역 높은 철탑이 있는 기존의 사회적으로 허용되는 전송 라인을 조정할 수 있습니다. 이것은 동일한 라인을 통해 더 많은 에너지를 보낼 수 있음을 의미합니다.

전력 엔지니어에게 잘 알려진 AC 전력 전송에는 많은 문제가 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다. 전자기장의 생성결과적으로 선은 지면보다 높고 서로 떨어져 있습니다. 또한 토양 및 수질 환경에서의 열 손실 및 시간에 대처하는 방법을 배웠지만 에너지 경제에 계속 부담을 주는 다른 많은 어려움이 있습니다. AC 네트워크에는 많은 엔지니어링 타협이 필요하지만 AC를 사용하는 것은 확실히 전송에 비용 효율적입니다. 장거리 전기따라서 대부분의 경우 이러한 문제는 해결할 수 없는 문제가 아닙니다. 그러나 이것이 더 나은 솔루션을 사용할 수 없다는 것을 의미하지는 않습니다.

글로벌 에너지 네트워크가 있습니까?

1954년 ABB는 스웨덴 본토와 섬 사이에 가라앉은 96km의 고압 DC 송전선을 건설했습니다(1). 견인력은 어떻습니까 두 배의 전압을 얻을 수 있습니다. 뭐야 교류. 지하 및 해저 DC 라인은 가공 라인에 비해 전송 효율을 잃지 않습니다. 직류는 다른 도체, 지구 또는 물에 영향을 미치는 전자기장을 생성하지 않습니다. 직류는 도체의 표면 위로 흐르지 않는 경향이 있기 때문에 도체의 두께는 무엇이든 될 수 있습니다. DC에는 주파수가 없으므로 주파수가 다른 두 네트워크를 연결하고 다시 AC로 변환하는 것이 더 쉽습니다.

그러나 D.C. 그는 적어도 최근까지 세계를 장악하지 못하게 한 두 가지 제한 사항이 있습니다. 첫째, 전압 변환기는 단순한 물리적 AC 변환기보다 훨씬 비쌌습니다. 그러나 DC 변압기(2)의 비용은 급격히 떨어지고 있습니다. 비용 절감은 또한 에너지 타겟 수신기 측에서 직류를 사용하는 장치의 수가 증가하고 있다는 사실에 영향을 받습니다.

2. 지멘스 DC 변압기

두 번째 문제는 고전압 DC 회로 차단기(퓨즈)가 효과가 없었습니다.. 회로 차단기는 전기 시스템의 과부하를 보호하는 구성 요소입니다. DC 기계식 회로 차단기 그들은 너무 느렸다. 반면에 전자 스위치는 매우 빠르지만 작동은 지금까지 30%에 달하는 대형 스위치와 연관되어 있습니다. 전력 손실. 이것은 극복하기 어려웠지만 최근에 차세대 하이브리드 회로 차단기로 달성되었습니다.

최근 보고서를 믿을 수 있다면 우리는 HVDC 솔루션을 괴롭히는 기술적인 문제를 극복하는 과정에 있습니다. 이제 확실한 이점으로 넘어갈 때입니다. 분석에 따르면 특정 거리에서 소위 횡단 후.평형점»(약 600-800km) HVDC 대안은 초기 비용이 AC 설치의 시작 비용보다 높지만 항상 전체 전송 네트워크 비용을 낮춥니다. 해저 케이블의 손익분기점 거리는 가공선(50)보다 훨씬 짧습니다(일반적으로 약 3km).

3. HVAC와 HVDC 간의 전력 전송 투자 및 비용을 비교합니다.

DC 단자 DC에서 AC로의 변환은 물론 DC 전압을 변환하는 구성 요소가 있어야 하기 때문에 항상 AC 단자보다 더 비쌉니다. 그러나 DC 전압 변환 및 회로 차단기는 더 저렴합니다. 이 계정은 점점 더 수익성이 높아지고 있습니다.

현재 최신 네트워크의 전송 손실 범위는 7%입니다. 최대 15% 교류를 기반으로 한 지상파 전송용. DC 전송의 경우 케이블이 수중이나 지하에 깔려도 훨씬 낮고 낮은 상태를 유지합니다.

따라서 HVDC는 더 긴 토지에 적합합니다. 이것이 작동할 또 다른 장소는 섬 전체에 흩어져 있는 인구입니다. 인도네시아가 좋은 예다. 인구는 261억 6만 명으로 약 852천 개의 섬에 살고 있습니다. 이들 섬의 대부분은 현재 석유와 디젤 연료에 의존하고 있습니다. 일본은 430개의 섬 중 XNUMX개에 사람이 거주하는 유사한 문제가 있습니다.

일본은 아시아 본토와 XNUMX개의 대형 고압 DC 송전선로 건설을 고려하고 있습니다.이는 심각한 지형 문제가 있는 제한된 지리적 영역에서 모든 전기를 독립적으로 생성하고 관리할 필요성을 제거하는 것을 가능하게 합니다. 영국, 덴마크 및 기타 많은 국가와 같은 국가는 유사한 방식으로 정렬됩니다.

전통적으로 중국은 다른 나라를 능가하는 규모로 생각합니다. 국가 소유의 전력망을 운영하는 이 회사는 2050년까지 전 세계의 모든 풍력 및 태양광 발전소를 연결하는 글로벌 초고압 DC 그리드를 구축한다는 아이디어를 내놓았습니다. 이러한 솔루션과 함께 전력을 대량으로 생산하는 곳에서 당장 필요한 곳으로 동적으로 할당하고 분배하는 스마트 그리드 기술은 전원이 켜진 램프 아래에서 "젊은 기술자"를 읽을 수 있게 합니다. 남태평양 어딘가에 위치한 풍차에서 생성된 에너지로 결국, 전 세계는 일종의 군도입니다.