Линии передачи постоянного тока считаются более экономичными по сравнению с традиционной передачей переменного тока на более длинные расстояния.
Основным недостатком высоковольтной линии передачи постоянного тока считается необходимость преобразования типа тока из переменного в постоянный и обратно для потребителя. В настоящее время разработаны высоковольтные полупроводниковые устройства способные выполнять это преобразование. На эти технологии сейчас переходит самая быстрорастущая экономика мира – китайская.
Потребление электроэнергии в Китае
Быстрый рост среднего класса в Китае привел к безжалостному спросу на потребление энергии. Ежегодное потребление электроэнергии выросло примерно на 8 процентов, по данным Китайского национального энергетического управления — вдвое выше, чем в Соединенных Штатах.
Китай имеет потенциал, чтобы генерировать электричество от гидроэлектростанций. К сожалению, эти станции находятся в основном далеко от прибрежных городских центров, потребляющих большую часть электроэнергии страны.
Ответом Китая было использование передовой технологии передачи энергии, которая может преодолеть огромные расстояния-технологии, которая, по иронии судьбы, восходит к самым ранним дням электроэнергии.
В 2010 году энергетика Китая стала первой, принявшей технологии сверхвысоковольтных линий передачи постоянного тока.
Хотя пионер отрасли Томас Эдисон выступал за передачу энергии постоянного тока еще в конце девятнадцатого века, но переменный (международная аббревиатура — AC) стал стандартом, потому что было намного проще конвертировать между очень высокими напряжениями, необходимыми для линий электропередачи на большие расстояния, и гораздо более низкими напряжениями, используемыми обычными домохозяйствами.
Противостояние с 80-х годов 19 века по распространению постоянного и переменного тока вышло на новый виток, но уже с новыми технологиями по преобразованию с одного типа в другой.
Недостаток AC что он теряет мощность во время передачи потому, что направление тока колеблется взад и вперед (отсюда “переменный”), потребляя значительную долю энергии. Для данного типа система переменного тока имеет примерно в два раза больше потерь, чем система постоянного тока.
Система передачи сверхвысоковольтного постоянного тока
Система передачи сверхвысоковольтного постоянного тока, построенная с помощью многонациональной компании Сименс передает 6,4 гигаватта почти 2 000 км крупнейшему по численности населению городу Китая и мира Шанхаю на 800 киловольтах (кВ).
В действительности, система передачи сверхвысоковольтного постоянного тока может обеспечить до 10 гигаватт, достаточно для того чтобы привести энергию почти в 20 миллионов китайских домов. И это только начало больших линий электропередач.
Ранее Siemens поставил в Китай первый в мире устройство 1100 кВ, которое может преобразовывать до 13 ГВт, что примерно соответствует мощности 10 атомных электростанций. Если необходимо преодолеть расстояния в несколько тысяч километров, просто нужно построить системы более высокого напряжения — рассуждают технологи по передаче электроэнергии.
Выгоды линий передачи постоянного тока
Также, как предлагают ученые более лучшая передача мощности в системе постоянного тока. Кроме того необходимо меньше материала, делающее электроэнергию более дешевой и более экологичной. Типичная высоковольтная система переменного тока использует 6 проводов, тогда как переменного использует 3, но немножко более мощных провода. Это означает, что системы постоянного тока требуют меньше алюминия для своих проводов, а опоры могут быть меньше с меньшим количеством стали, потому что они имеют меньший вес — не говоря уже о меньших физических затратах при строительстве.
Все эти факторы снижают стоимость линии передачи постоянного тока.
Когда необходимо передать электроэнергию на расстояние 1000 км и более капитальные затраты на систему 800 кВ становятся намного меньше, по сравнению с системой переменного тока считают энергетики.
Станции преобразователи могут быть дорогими, в некоторых случаях до 1 миллиарда долларов, но это все же дешевле учитывая многие обстоятельства.
Новые технологии для развивающихся стран
На данный момент наиболее благоприятными местами для передачи постоянного тока являются большие страны, которые способны генерировать большие объемы энергии и должны доставлять ее в города на большие расстояния. Наряду с Китаем и Индией, где в прошлом году была установлена первая очередь системы электропередачи 800 кв мощностью 6000 МВт, потенциальными рынками сбыта являются Бразилия, которая зависит от гидроэнергетики более чем на 75 процентов и уже осуществляет проект. Большая часть гидроэнергии Бразилии вырабатывается в Амазонке на севере, но наибольший спрос имеют города на юго-востоке, такие как Рио-де-Жанейро и Сан-Паулу.
Есть также разработки на линии передачи постоянного тока от ветровых электростанций в Северном море или солнечных батарей в пустыне и независимо от того каковы источники электрической энергии. Однако здесь технические проблемы усугубляются проблемами пересечения юрисдикционных границ и необходимостью заключения соглашений между отдельными правительствами и конкурирующими энергетическими компаниями.
Считается, что будущее высоковольтной передачи постоянного тока находится в развивающемся мире.
