Mae'r dyfodol yn gorwedd yn y trawsyrru trydan gan ddefnyddio cerrynt uniongyrchol? Archipelago y byd a'i rwydwaith

Heddiw, mae'r rhan fwyaf o linellau pŵer foltedd uchel yn seiliedig ar gerrynt eiledol. Fodd bynnag, mae'r gwaith o ddatblygu ffynonellau ynni newydd, gweithfeydd pŵer solar a gwynt, a leolir ymhell o aneddiadau a defnyddwyr diwydiannol, ei gwneud yn ofynnol rhwydweithiau trawsyrru, weithiau hyd yn oed ar raddfa gyfandirol. Ac yma, fel y digwyddodd, mae HVDC yn well na HVAC.

llinell DC foltedd uchel (yn fyr ar gyfer Cerrynt Uniongyrchol Foltedd Uchel) â gwell gallu i gludo symiau mawr o ynni na HVAC (yn fyr ar gyfer Cerrynt Amgen Foltedd Uchel) ar gyfer pellteroedd hir. Efallai mai dadl bwysicach yw cost is datrysiad o’r fath dros bellteroedd maith. Mae hyn yn golygu ei fod yn ddefnyddiol iawn ar gyfer darparu trydan dros bellteroedd hir o leoliadau ynni adnewyddadwy sy'n cysylltu ynysoedd â'r tir mawr a hyd yn oed o bosibl hyd yn oed cyfandiroedd gwahanol i'w gilydd.

Llinell HVAC gofyn am adeiladu tyrau enfawr a llinellau tyniant. Mae hyn yn aml yn achosi protestiadau gan drigolion lleol. Gellir gosod HVDC unrhyw bellter hir o dan y ddaear, heb y risg o golledion ynni mawrfel sy'n wir gyda rhwydweithiau AC cudd. Mae hwn yn ateb ychydig yn ddrutach, ond mae'n ffordd o osgoi llawer o'r problemau y mae rhwydweithiau trawsyrru yn eu hwynebu. Wrth gwrs, ar gyfer trosglwyddo o Rhanbarth Columbia gellir addasu llinellau trawsyrru presennol a chymdeithasol dderbyniol gyda pheilonau uchel. Mae hyn yn golygu y gallwch chi anfon mwy o egni trwy'r un llinellau.

Mae yna lawer o broblemau gyda thrawsyriant pŵer AC sy'n adnabyddus i beirianwyr pŵer. Mae'r rhain yn cynnwys, ymhlith eraill cynhyrchu meysydd electromagnetigo ganlyniad, mae'r llinellau yn uchel uwchben y ddaear ac wedi'u gwasgaru ar wahân i'w gilydd. Mae yna hefyd golledion gwres yn yr amgylchedd pridd a dŵr a llawer o anawsterau eraill sydd wedi dysgu ymdopi ag amser, ond sy'n parhau i faich economeg ynni. Mae angen llawer o gyfaddawdau peirianyddol ar rwydweithiau AC, ond mae defnyddio AC yn sicr yn gost-effeithiol ar gyfer trosglwyddo. trydan pellter hirfelly yn y rhan fwyaf o sefyllfaoedd nid yw'r rhain yn broblemau na ellir eu datrys. Fodd bynnag, nid yw hynny'n golygu na allwch ddefnyddio datrysiad gwell.

A fydd rhwydwaith ynni byd-eang?

Ym 1954, adeiladodd ABB linell drosglwyddo DC foltedd uchel suddedig 96 km rhwng tir mawr Sweden a'r ynys (1). Sut mae tyniant yn eich galluogi i gael dwywaith y foltedd Beth sydd i fyny cerrynt eiledol. Nid yw llinellau DC o dan y ddaear a thanfor yn colli eu heffeithlonrwydd trawsyrru o gymharu â llinellau uwchben. Nid yw cerrynt uniongyrchol yn creu maes electromagnetig a fyddai'n effeithio ar ddargludyddion eraill, daear neu ddŵr. Gall trwch y dargludyddion fod yn unrhyw un, gan nad yw'r cerrynt uniongyrchol yn tueddu i lifo dros wyneb y dargludydd. Nid oes gan DC unrhyw amledd, felly mae'n haws cysylltu dau rwydwaith o amleddau gwahanol a'u trosi yn ôl i AC.

ond D.C. mae ganddo ddau gyfyngiad o hyd a'i cadwodd rhag meddiannu'r byd, o leiaf hyd yn ddiweddar. Yn gyntaf, roedd trawsnewidwyr foltedd yn llawer drutach na thrawsnewidwyr AC corfforol syml. Fodd bynnag, mae cost trawsnewidyddion DC (2) yn gostwng yn gyflym. Mae lleihau costau hefyd yn cael ei effeithio gan y ffaith bod nifer y dyfeisiau sy'n defnyddio cerrynt uniongyrchol ar ochr derbynyddion sy'n targedu ynni yn cynyddu.

2. Siemens DC trawsnewidydd

Yr ail broblem yw hynny roedd torwyr cylched DC foltedd uchel (ffiwsys) yn aneffeithiol. Mae torwyr cylched yn gydrannau sy'n amddiffyn systemau trydanol rhag gorlwytho. torwyr cylched mecanyddol DC roedden nhw'n rhy araf. Ar y llaw arall, er bod switshis electronig yn eithaf cyflym, hyd yn hyn mae eu gweithrediad wedi bod yn gysylltiedig â rhai mawr, mor uchel â 30 y cant. colli pŵer. Bu'n anodd goresgyn hyn ond fe'i cyflawnwyd yn ddiweddar gyda chenhedlaeth newydd o dorwyr cylched hybrid.

Os yw adroddiadau diweddar i'w credu, rydym ar y ffordd i oresgyn yr heriau technegol sydd wedi bod yn bla ar atebion HVDC. Felly mae'n bryd symud ymlaen at y buddion diamheuol. Dadansoddiadau yn dangos bod ar bellter penodol, ar ôl croesi'r hyn a elwir.pwynt cydbwysedd»(Ca. 600-800 km), y dewis arall HVDC, er bod ei gostau cychwynnol yn uwch na'r costau cychwynnol gosodiadau AC, bob amser yn arwain at gostau rhwydwaith trawsyrru cyffredinol is. Mae'r pellter adennill costau ar gyfer ceblau tanfor yn llawer byrrach (yn nodweddiadol tua 50 km) nag ar gyfer llinellau uwchben (3).

3. Cymharwch fuddsoddiad a chost trosglwyddo pŵer rhwng HVAC a HVDC.

Terfynell DC byddant bob amser yn ddrutach na therfynellau AC, yn syml oherwydd bod yn rhaid iddynt gael cydrannau i drosi foltedd DC yn ogystal â thrawsnewid DC i AC. Ond mae trosi foltedd DC a thorwyr cylched yn rhatach. Mae'r cyfrif hwn yn dod yn fwy a mwy proffidiol.

Ar hyn o bryd, mae colledion trawsyrru mewn rhwydweithiau modern yn amrywio o 7%. hyd at 15 y cant ar gyfer trawsyrru daearol yn seiliedig ar gerrynt eiledol. Yn achos trawsyrru DC, maent yn llawer is ac yn parhau i fod yn isel hyd yn oed pan osodir y ceblau o dan y dŵr neu o dan y ddaear.

Felly mae HVDC yn gwneud synnwyr ar gyfer darnau hirach o dir. Man arall lle bydd hyn yn gweithio yw’r boblogaeth sydd ar wasgar ar draws yr ynysoedd. Mae Indonesia yn enghraifft dda. Mae'r boblogaeth yn 261 miliwn o bobl yn byw ar tua chwe mil o ynysoedd. Ar hyn o bryd mae llawer o'r ynysoedd hyn yn ddibynnol ar olew a thanwydd disel. Mae problem debyg yn wynebu Japan, sydd â 6 o ynysoedd, a 852 ohonynt yn gyfan gwbl.

Mae Japan yn ystyried adeiladu dwy linell drawsyrru DC foltedd uchel fawr gyda thir mawr Asia.a fydd yn ei gwneud yn bosibl i gael gwared ar yr angen i greu a rheoli eu holl drydan mewn ardal ddaearyddol gyfyngedig ag anawsterau tir sylweddol yn annibynnol. gwledydd fel Prydain Fawr, Denmarc a llawer o rai eraill yn cael eu trefnu mewn ffordd debyg.

Yn draddodiadol, mae Tsieina yn meddwl ar raddfa sy'n rhagori ar raddfa gwledydd eraill. Mae'r cwmni, sy'n gweithredu grid trydan y wlad sy'n eiddo i'r wladwriaeth, wedi cynnig y syniad o adeiladu grid DC foltedd uchel byd-eang a fydd yn cysylltu holl weithfeydd ynni gwynt a solar y byd erbyn 2050. Gallai datrysiad o'r fath, ynghyd â thechnegau grid smart sy'n dyrannu a dosbarthu pŵer yn ddeinamig o fannau lle mae'n cael ei gynhyrchu mewn symiau mawr i leoedd lle mae ei angen ar hyn o bryd, ei gwneud hi'n bosibl darllen "Technegydd Ifanc" o dan olau lamp wedi'i bweru. gan ynni a gynhyrchir gan felinau gwynt a leolir yn rhywle yn y Môr Tawel De. Wedi'r cyfan, mae'r byd i gyd yn fath o archipelago.