Die Zukunft liegt in der Stromübertragung mittels Gleichstrom? Weltarchipel und sein Netzwerk

Heutzutage basieren die meisten Hochspannungsleitungen auf Wechselstrom. Die Entwicklung neuer Energiequellen, Solar- und Windkraftanlagen, die weit entfernt von Siedlungen und industriellen Verbrauchern liegen, erfordert jedoch Übertragungsnetze, manchmal sogar auf kontinentaler Ebene. Und hier stellte sich heraus, dass HGÜ besser ist als HVAC.

Hochspannungs-Gleichstromleitung (kurz für High-Voltage-Direct-Current) haben eine bessere Fähigkeit, große Energiemengen zu transportieren als HVAC (kurz für High-Voltage-Alternative-Current), z lange Strecken. Ein vielleicht wichtigeres Argument sind die geringeren Kosten einer solchen Lösung über große Entfernungen. Dies bedeutet, dass es sehr nützlich ist für Bereitstellung von Strom über große Entfernungen von Standorten für erneuerbare Energien, die Inseln mit dem Festland und möglicherweise sogar verschiedene Kontinente miteinander verbinden.

HVAC-Leitung erfordern den Bau riesiger Türme und Traktionsleitungen. Dies führt häufig zu Protesten der Anwohner. HGÜ kann über große Entfernungen unter der Erde verlegt werden. ohne das Risiko großer Energieverlustewie es bei versteckten Wechselstromnetzen der Fall ist. Dies ist eine etwas teurere Lösung, bietet jedoch die Möglichkeit, viele der Probleme zu vermeiden, mit denen Übertragungsnetze konfrontiert sind. Natürlich zur Übertragung von Kolumbien Region bestehende und sozialverträgliche Übertragungsleitungen mit hohen Masten können angepasst werden. Das bedeutet, dass Sie mehr Energie über dieselben Leitungen senden können.

Es gibt viele Probleme bei der Wechselstromübertragung, die Energietechnikern wohlbekannt sind. Dazu gehören unter anderem Erzeugung elektromagnetischer FelderDadurch befinden sich die Linien hoch über dem Boden und sind voneinander beabstandet. Hinzu kommen Wärmeverluste im Boden- und Gewässerumfeld und viele andere Schwierigkeiten, die mit der Zeit zurechtzukommen gelernt haben, die aber weiterhin die Energiewirtschaft belasten. Wechselstromnetze erfordern viele technische Kompromisse, aber die Verwendung von Wechselstrom ist für die Übertragung sicherlich kosteneffizient. FernstromDaher handelt es sich in den meisten Situationen nicht um unlösbare Probleme. Das bedeutet jedoch nicht, dass Sie keine bessere Lösung verwenden können.

Wird es ein globales Energienetzwerk geben?

Im Jahr 1954 baute ABB eine 96 km lange Hochspannungs-Gleichstromübertragungsleitung zwischen dem schwedischen Festland und der Insel (1). Wie ist die Traktion? ermöglicht es Ihnen, die doppelte Spannung zu erhalten was geht Wechselstrom. Unterirdische und unterseeische Gleichstromleitungen verlieren im Vergleich zu Freileitungen nicht an Übertragungseffizienz. Gleichstrom erzeugt kein elektromagnetisches Feld, das andere Leiter, Erde oder Wasser beeinträchtigen würde. Die Dicke der Leiter kann beliebig sein, da der Gleichstrom nicht dazu neigt, über die Oberfläche des Leiters zu fließen. Gleichstrom hat keine Frequenz, daher ist es einfacher, zwei Netze mit unterschiedlichen Frequenzen zu verbinden und sie wieder in Wechselstrom umzuwandeln.

jedoch D.C. Er hat immer noch zwei Einschränkungen, die ihn zumindest bis vor Kurzem davon abhielten, die Weltherrschaft zu übernehmen. Erstens waren Spannungswandler viel teurer als einfache physische Wechselstromwandler. Allerdings sinken die Kosten für Gleichstromtransformatoren (2) rapide. Die Kostensenkung wird auch dadurch beeinflusst, dass die Anzahl der Geräte, die Gleichstrom auf der Seite energiebezogener Empfänger verwenden, zunimmt.

2. Siemens Gleichstromtransformator

Das zweite Problem ist das Hochspannungs-DC-Leistungsschalter (Sicherungen) waren wirkungslos. Leistungsschalter sind Komponenten, die elektrische Anlagen vor Überlastung schützen. Mechanische DC-Leistungsschalter sie waren zu langsam. Andererseits sind elektronische Schalter zwar einigermaßen schnell, ihre Auslösegeschwindigkeit war bisher jedoch mit hohen Raten von bis zu 30 Prozent verbunden. Leistungsverlust. Dieses Problem ließ sich nur schwer überwinden, konnte jedoch kürzlich mit einer neuen Generation von Hybrid-Leistungsschaltern erreicht werden.

Glaubt man den jüngsten Berichten, sind wir auf einem guten Weg, die technischen Herausforderungen zu meistern, die HGÜ-Lösungen bisher geplagt haben. Es ist also an der Zeit, sich den unbestrittenen Vorteilen zuzuwenden. Analysen zeigen, dass ab einer gewissen Distanz, nach dem Überqueren des sogenannten.Gleichgewichtspunkt» (ca. 600-800 km) führt die HGÜ-Alternative, obwohl ihre Anschaffungskosten höher sind als die Anlaufkosten von Wechselstromanlagen, immer zu niedrigeren Gesamtkosten für das Übertragungsnetz. Die Break-Even-Distanz für Seekabel ist viel kürzer (typischerweise etwa 50 km) als für Freileitungen (3).

3. Vergleichen Sie die Investitionen und Kosten der Stromübertragung zwischen HVAC und HGÜ.

DC-Anschluss Sie werden immer teurer sein als Wechselstromanschlüsse, einfach weil sie über Komponenten zur Umwandlung von Gleichspannung und Gleichstrom in Wechselstrom verfügen müssen. Aber Gleichspannungswandlung und Leistungsschalter sind günstiger. Dieses Konto wird immer profitabler.

Derzeit liegen die Übertragungsverluste in modernen Netzwerken bei 7 %. bis zu 15 Prozent zur terrestrischen Übertragung auf Wechselstrombasis. Bei der Gleichstromübertragung sind sie wesentlich geringer und bleiben auch dann niedrig, wenn die Kabel unter Wasser oder unter der Erde verlegt werden.

Daher ist HGÜ für längere Landstriche sinnvoll. Ein weiterer Ort, an dem dies funktionieren wird, ist die über die Inseln verstreute Bevölkerung. Indonesien ist ein gutes Beispiel. Die Bevölkerung beträgt 261 Millionen Menschen, die auf etwa sechstausend Inseln leben. Viele dieser Inseln sind derzeit auf Öl und Diesel angewiesen. Ein ähnliches Problem besteht in Japan, wo es 6 Inseln gibt, von denen 852 bewohnt sind.

Japan erwägt den Bau von zwei großen Hochspannungs-Gleichstromübertragungsleitungen mit dem asiatischen Festland.Dies wird es ermöglichen, die Notwendigkeit zu beseitigen, den gesamten Strom in einem begrenzten geografischen Gebiet mit erheblichen Geländeschwierigkeiten unabhängig zu erzeugen und zu verwalten. Länder wie Großbritannien, Dänemark und viele andere sind ähnlich organisiert.

Traditionell denkt China in einer Größenordnung, die die anderer Länder übertrifft. Das Unternehmen, das das staatliche Stromnetz des Landes betreibt, hat die Idee, bis 2050 ein globales Hochspannungs-Gleichstromnetz aufzubauen, das alle Wind- und Solarkraftwerke der Welt verbinden soll. Eine solche Lösung sowie Smart-Grid-Techniken, die Strom dynamisch von Orten, an denen er in großen Mengen produziert wird, an Orte verteilen, an denen er gerade benötigt wird, könnten es ermöglichen, Young Technician im Licht einer Lampe zu lesen, die mit Energie betrieben wird, die von Windmühlen irgendwo im Südpazifik erzeugt wird. Schließlich ist die ganze Welt eine Art Archipel.