Je, mustakabali wa usambazaji wa umeme kwa kutumia mkondo wa moja kwa moja? Visiwa vya Dunia na mtandao wake

Leo, njia nyingi za nguvu za juu-voltage zinategemea sasa mbadala. Hata hivyo, maendeleo ya vyanzo vipya vya nishati, mimea ya nishati ya jua na upepo, iko mbali na makazi na watumiaji wa viwanda, inahitaji mitandao ya maambukizi, wakati mwingine hata kwa kiwango cha bara. Na hapa, kama ilivyotokea, HVDC ni bora kuliko HVAC.

high voltage DC line (fupi kwa High Voltage Direct Current) wana uwezo bora wa kubeba kiasi kikubwa cha nishati kuliko HVAC (fupi kwa High Voltage Alternate Current) kwa umbali mrefu. Labda hoja muhimu zaidi ni gharama ya chini ya suluhisho kama hilo kwa umbali mrefu. Hii ina maana kwamba ni muhimu sana kwa kutoa umeme kwa umbali mrefu kutoka maeneo ya nishati mbadala ambayo huunganisha visiwa na bara na hata uwezekano wa mabara tofauti kwa kila mmoja.

Njia ya HVAC zinahitaji ujenzi wa minara mikubwa na njia za kuvuta. Hii mara nyingi husababisha maandamano kutoka kwa wakazi wa eneo hilo. HVDC inaweza kuwekwa umbali wowote chini ya ardhi, bila hatari ya hasara kubwa ya nishatikama ilivyo kwa mitandao iliyofichwa ya AC. Hili ni suluhisho la gharama kidogo zaidi, lakini ni njia ya kuepuka matatizo mengi ambayo mitandao ya maambukizi inakabiliwa nayo. Bila shaka, kwa maambukizi kutoka Mkoa wa Columbia njia zilizopo na zinazokubalika kijamii zenye nguzo za juu zinaweza kubadilishwa. Hii ina maana kwamba unaweza kutuma nishati zaidi kupitia mistari sawa.

Kuna shida nyingi na upitishaji wa nguvu za AC ambazo zinajulikana sana na wahandisi wa nguvu. Hizi ni pamoja na, miongoni mwa wengine uzalishaji wa mashamba ya sumakuumemekwa hiyo, mistari ni ya juu juu ya ardhi na imetengana kutoka kwa kila mmoja. Pia kuna hasara za joto katika mazingira ya udongo na maji na matatizo mengine mengi ambayo yamejifunza kukabiliana na wakati, lakini ambayo yanaendelea kubeba uchumi wa nishati. Mitandao ya AC inahitaji maafikiano mengi ya kihandisi, lakini kutumia AC hakika kuna gharama nafuu kwa usambazaji. umeme wa umbali mrefukwa hivyo katika hali nyingi hizi sio shida zisizoweza kusuluhishwa. Walakini, hiyo haimaanishi kuwa huwezi kutumia suluhisho bora.

Je, kutakuwa na mtandao wa nishati duniani?

Mnamo mwaka wa 1954, ABB ilijenga njia ya kusambaza umeme yenye voltage ya juu ya kilomita 96 kati ya bara la Uswidi na kisiwa (1). Jinsi ni traction inakuwezesha kupata voltage mara mbili vipi kubadilisha sasa. Laini za chini ya ardhi na nyambizi za DC hazipotezi ufanisi wao wa upitishaji ikilinganishwa na njia za juu. Mkondo wa moja kwa moja hauundi sehemu ya sumakuumeme ambayo ingeathiri vikondakta vingine, ardhi au maji. Unene wa waendeshaji unaweza kuwa wowote, kwani mkondo wa moja kwa moja hauelekei kupita juu ya uso wa kondakta. DC haina masafa, kwa hivyo ni rahisi kuunganisha mitandao miwili ya masafa tofauti na kuibadilisha kuwa AC.

hata hivyo D.C. bado ana mapungufu mawili ambayo yalimfanya asichukue ulimwengu, angalau hadi hivi karibuni. Kwanza, vibadilishaji vya voltage vilikuwa ghali zaidi kuliko vibadilishaji vya kawaida vya AC. Hata hivyo, gharama ya transfoma ya DC (2) inashuka kwa kasi. Kupunguza gharama pia huathiriwa na ukweli kwamba idadi ya vifaa vinavyotumia sasa moja kwa moja kwa upande wa wapokeaji wanaolengwa na nishati inaongezeka.

2. Siemens DC transformer

Tatizo la pili ni hilo vivunja mzunguko wa umeme wa juu wa DC (fusi) havikuwa na ufanisi. Wavunjaji wa mzunguko ni vipengele vinavyolinda mifumo ya umeme kutoka kwa overload. Wavunjaji wa mzunguko wa mitambo ya DC walikuwa polepole sana. Kwa upande mwingine, ingawa swichi za elektroniki ni za haraka sana, uanzishaji wao hadi sasa umehusishwa na kubwa, hadi asilimia 30. kupoteza nguvu. Hii imekuwa ngumu kushinda lakini hivi karibuni imepatikana na kizazi kipya cha wavunjaji wa mzunguko wa mseto.

Iwapo ripoti za hivi majuzi zitaaminika, tuko kwenye njia nzuri ya kukabiliana na changamoto za kiufundi ambazo zimekumba suluhu za HVDC. Kwa hivyo ni wakati wa kuendelea na faida zisizo na shaka. Uchambuzi unaonyesha kuwa kwa umbali fulani, baada ya kuvuka kinachojulikana.uhakika wa usawa» (takriban kilomita 600-800), mbadala wa HVDC, ingawa gharama zake za awali ni kubwa kuliko gharama za kuanzisha usakinishaji wa AC, daima husababisha gharama ya chini ya jumla ya mtandao wa usambazaji. Umbali wa kuvunja hata wa nyaya za nyambizi ni mfupi zaidi (kawaida karibu kilomita 50) kuliko mistari ya juu (3).

3. Linganisha uwekezaji na gharama ya usambazaji wa nishati kati ya HVAC na HVDC.

Kituo cha DC daima zitakuwa ghali zaidi kuliko vituo vya AC, kwa sababu tu lazima ziwe na vipengele vya kubadilisha voltage ya DC pamoja na ubadilishaji wa DC hadi AC. Lakini ubadilishaji wa voltage ya DC na wavunjaji wa mzunguko ni wa bei nafuu. Akaunti hii inapata faida zaidi na zaidi.

Hivi sasa, hasara za maambukizi katika mitandao ya kisasa huanzia 7%. hadi asilimia 15 kwa maambukizi ya nchi kavu kulingana na mkondo wa kubadilisha. Katika kesi ya maambukizi ya DC, wao ni chini sana na kubaki chini hata wakati nyaya zimewekwa chini ya maji au chini ya ardhi.

Kwa hivyo HVDC inaleta maana kwa maeneo marefu ya ardhi. Mahali pengine ambapo hii itafanya kazi ni idadi ya watu waliotawanyika katika visiwa. Indonesia ni mfano mzuri. Idadi ya watu ni watu milioni 261 wanaoishi kwenye visiwa takriban elfu sita. Visiwa hivi vingi kwa sasa vinategemea mafuta na dizeli. Tatizo kama hilo linaikabili Japan, ambayo ina visiwa 6, 852 kati ya hivyo vinakaliwa.

Japani inazingatia kujenga njia mbili kubwa za umeme za DC na bara la Asia.ambayo itafanya iwezekanavyo kuondokana na haja ya kujitegemea kuzalisha na kusimamia umeme wao wote katika eneo mdogo wa kijiografia na matatizo makubwa ya ardhi. Nchi kama vile Uingereza, Denmark na nyingine nyingi zimepangwa kwa njia sawa.

Kijadi, China inafikiri kwa kiwango kinachozidi kile cha nchi nyingine. Kampuni hiyo inayoendesha gridi ya umeme inayomilikiwa na serikali nchini, imekuja na wazo la kujenga gridi ya kimataifa ya DC yenye umeme wa juu itakayounganisha mitambo yote ya umeme wa upepo na jua duniani ifikapo mwaka 2050. Suluhisho kama hilo, pamoja na mbinu mahiri za gridi ya taifa ambazo hutenga na kusambaza nguvu kwa nguvu kutoka mahali ambapo inazalishwa kwa wingi hadi mahali ambapo inahitajika kwa sasa, inaweza kufanya iwezekane kusoma "Fundi Kijana" chini ya mwanga wa taa inayoendeshwa. na nishati inayotokana na vinu vya upepo vilivyoko mahali fulani katika Pasifiki ya Kusini. Baada ya yote, ulimwengu wote ni aina ya visiwa.