未来は直流を使った送電にある？世界列島とそのネットワーク

今日、ほとんどの高圧送電線は交流に基づいています。しかし、集落や産業消費者から遠く離れた場所にある新しいエネルギー源、太陽光発電所、風力発電所の開発には、時には大陸規模でさえも送電網が必要です。そしてここで、結局のところ、HVDCはHVACよりも優れています。

高圧DC送電線 （高電圧直流の略）は、HVAC（高電圧交流の略）よりも大量のエネルギーを運ぶ能力が優れています。 長い距離。おそらく、より重要な議論は、長距離にわたるそのようなソリューションの低コストです。これは、 長距離で電気を供給する 島々を本土に接続し、場合によっては異なる大陸を相互に接続する再生可能エネルギーの場所から。

HVACライン 巨大な塔と牽引線の建設が必要です。これはしばしば地元住民からの抗議を引き起こします。 HVDCは、地下に長距離を敷設することができます。 大きなエネルギー損失のリスクなし隠されたACネットワークの場合のように。これは少し高価なソリューションですが、伝送ネットワークが直面する問題の多くを回避する方法です。もちろん、 コロンビア地域 高いパイロンを備えた既存の社会的に受け入れられる送電線を適合させることができます。これは、同じラインを介してより多くのエネルギーを送ることができることを意味します。

電力技術者によく知られているAC送電には多くの問題があります。これらには、とりわけ、 電磁界の生成その結果、線は地面より高く、互いに間隔を置いて配置されます。土壌や水環境での熱損失や、時間に対処することを学んだが、エネルギー経済に負担をかけ続けている他の多くの困難もあります。 ACネットワークには多くのエンジニアリング上の妥協が必要ですが、ACを使用することは確かに伝送に費用効果があります。 長距離電気したがって、ほとんどの場合、これらは解決できない問題ではありません。ただし、それはあなたがより良い解決策を使用できないという意味ではありません。

グローバルなエネルギーネットワークはありますか？

1954年、ABBはスウェーデン本土と島の間に沈没した96 kmの高圧DC送電線を建設しました（1）。トラクションはどうですか XNUMX倍の電圧を得ることができます どうしたの 交流電流。地下および海底のDC線は、架空線と比較して伝送効率を損なうことはありません。直流は、他の導体、地球または水に影響を与える電磁界を生成しません。直流は導体の表面を流れる傾向がないため、導体の厚さは任意にすることができます。 DCには周波数がないため、周波数の異なるXNUMXつのネットワークを接続してACに戻す方が簡単です。

但し D.C. 彼にはまだ2つの制限があり、少なくとも最近まで、彼が世界を支配することを妨げていました。まず、電圧変換器は単純な物理AC変換器よりもはるかに高価でした。しかし、DC変圧器（XNUMX）のコストは急速に下がっています。エネルギーターゲット受信機側で直流を使用するデバイスの数が増加しているという事実によって、コスト削減も影響を受けます。

2.シーメンスDCトランス

XNUMX番目の問題は 高電圧DC回路ブレーカー（ヒューズ）は効果がありませんでした。回路ブレーカーは、電気システムを過負荷から保護するコンポーネントです。 DCメカニカルサーキットブレーカ 彼らは遅すぎた。一方、電子スイッチは非常に高速ですが、これまでのところ、その作動は30％もの大きなスイッチに関連付けられています。電力損失。これを克服することは困難でしたが、最近、新世代のハイブリッドサーキットブレーカで実現されました。

最近の報告が信じられるとすれば、私たちはHVDCソリューションを悩ませてきた技術的課題を克服するために順調に進んでいます。それでは、疑いの余地のないメリットに移りましょう。分析は、いわゆる交差した後、特定の距離でそれを示しています。平衡点»（約600〜800 km）、HVDCの代替案は、初期コストがAC設備の初期コストよりも高くなりますが、常に全体的な送電網コストが低くなります。海底ケーブルの損益分岐点距離は、架空線よりもはるかに短い（通常は約50 km）（3）。

3.HVACとHVDC間の送電の投資とコストを比較します。

DC端子 DC電圧を変換するためのコンポーネントとDCからACへの変換が必要なため、AC端子よりも常に高価になります。しかし、DC電圧変換と回路ブレーカーは安価です。このアカウントはますます収益性を高めています。

現在、最新のネットワークの伝送損失は7％の範囲です。最大15パーセント 交流に基づく地上波伝送用。 DC伝送の場合、ケーブルが水中または地下に敷設されている場合でも、それらははるかに低く、低いままです。

したがって、HVDCは、より長い土地に適しています。 これが機能するもう261つの場所は、島々に点在する人口です。インドネシアは良い例です。人口は約6の島に住む852億430万人です。これらの島々の多くは現在、石油とディーゼル燃料に依存しています。日本にも同様の問題があり、XNUMXの島があり、そのうちXNUMXの島に人が住んでいます。

日本は、アジア本土とのXNUMX本の大型高圧DC送電線の建設を検討しています。これにより、地形が著しく困難な限られた地理的領域で、すべての電力を独立して生成および管理する必要がなくなります。イギリス、デンマーク、その他多くの国々も同様の方法で配置されています。

伝統的に、中国は他の国のそれを超える規模で考えています。国有の電力網を運営している同社は、2050年までに世界中のすべての風力発電所と太陽光発電所を接続するグローバルな高電圧DC送電網を構築するというアイデアを思いつきました。このようなソリューションに加えて、大量に生産されている場所から現在必要な場所に電力を動的に割り当てて分配するスマートグリッド技術により、ランプの光の下で「若い技術者」を読むことが可能になります。南太平洋のどこかにある風車によって生成されたエネルギーによって。結局のところ、全世界は一種の群島です。