直流輸電是未來嗎？ 世界群島及其網絡

如今，大多數高壓輸電線都是基於交流電。 然而，新能源、遠離人口稠密地區和工業消費者的太陽能和風力發電廠的開發有時甚至需要在大陸範圍內的輸電網絡。 事實證明，高壓直流輸電比暖通空調更好。

高壓直流線路 （高壓直流電的縮寫）比 HVAC（高壓交流電的縮寫）具有更好的承載大量能量的能力，對於 長距離。 也許更重要的論點是這種解決方案在長距離上的成本較低。 這意味著它非常有用 長距離供電 來自連接島嶼與大陸甚至不同大陸之間的可再生能源地點。

暖通空調線 需要建造巨大的塔和牽引線。 這常常引起當地居民的抗議。 HVDC可以在地下任意長距離敷設， 無大量能量損失的風險就像隱藏的交流網絡的情況一樣。 這是一個稍微昂貴的解決方案，但它是避免傳輸網路面臨的許多問題的一種方法。 當然，對於從 哥倫比亞地區 現有的和社會可接受的高塔輸電線路可以進行改造。 這意味著你可以沿著同樣的路線發送更多的能量。

使用交流電進行電力傳輸存在許多電力工程師眾所周知的問題。 這些包括，包括 電磁場的產生因此，這些線路高於地面並且彼此間隔開。 隨著時間的推移，土壤和水環境中還存在熱量損失以及許多其他困難，但這些困難仍然對能源經濟造成負擔。 交流網路需要許多工程妥協，但使用交流電對於傳輸無疑具有成本效益 長距離電力所以在大多數情況下這些都不是不可克服的問題。 但是，這並不意味著您不能使用更好的解決方案。

會有一個全球能源網嗎？

1954 年，ABB 在瑞典大陸和島嶼之間建造了一條 96 公里長的下沉式高壓直流輸電線路 (1)。 牽引力如何發揮作用？ 讓你獲得兩倍的電壓 怎麼了 交流電。 與架空線路相比，地下和水下直流線路不會損失其傳輸效率。 直流電不會產生影響其他導體、地面或水的電磁場。 導體的厚度可以是任意的，因為直流電不傾向於沿著導體的表面流動。 直流電沒有頻率，因此更容易連接兩個不同頻率的網路並將其轉換回交流電。

然而 直流電 它仍然有兩個限制使其無法佔領世界，至少直到最近。 首先，電壓轉換器比簡單的實體交流轉換器昂貴得多。 然而，直流變壓器(2)的成本正在迅速下降。 能量目標接收器側使用直流電的設備數量不斷增加也影響了成本的降低。

2.西門子直流變壓器

第二個問題是 高壓直流斷路器（熔斷器）失效。 斷路器是保護電氣系統免受過載的組件。 機械直流斷路器 他們太慢了。 另一方面，雖然電子開關速度相當快，但迄今為止其啟動率高達 30%。 失去力量。 這是很難克服的，但最近已經透過新一代混合斷路器實現了。

如果最近的報告可信的話，我們有望克服困擾 HVDC 解決方案的技術挑戰。 因此，是時候轉向毫無疑問的優勢了。 分析表明，在一定距離後，即所謂的穿越。平衡點」（約 600-800 公里），HVDC 替代方案雖然其初始成本高於交流裝置的啟動成本，但始終會降低輸電網路的總體成本。 海底電纜到收支平衡點的距離比架空電纜短得多（通常約 50 公里） (3)。

3. 比較HVAC 和HVDC 的能源傳輸投資和成本。

直流端子 它們總是比交流端子更昂貴，因為它們必須具有轉換直流電壓以及將直流電壓轉換為交流電壓的組件。 但直流電壓轉換和斷路器更便宜。 這個帳戶變得越來越有利可圖。

目前，現代網路的傳輸損耗為 7%。 高達 15% 用於基於交流電的地面傳輸。 在直流傳輸的情況下，它們要低得多，並且即使電纜敷設在水下或地下也仍然很低。

因此，高壓直流輸電對於較長的土地是有意義的。 另一個適用的地方是人口分散在島嶼上的地方。 印尼就是一個很好的例子。 人口為 261 億，居住在約 6 個島嶼上。 其中許多島嶼現在依賴石油和柴油。 日本有 852 個島嶼，其中 430 個有人居住，也面臨類似的問題。

日本正在考慮與亞洲大陸建造兩條大型高壓直流輸電線。這將使您無需在地形困難的有限地理區域內獨立發電和管理所有電力。 英國、丹麥和許多其他國家的結構也類似。

傳統上，中國的思維規模超過了其他國家。 管理該國公共電網的公司提出了建造全球高壓直流電網的想法，到2050年將連接世界上所有的風能和太陽能發電廠。 這樣的解決方案，再加上智慧電網技術，可以將電力從大量發電的地方動態分配和分配到給定時刻需要的地方，使得在燈下閱讀《年輕技術員》成為可能由位於南太平洋某處的風車產生的能量提供動力。 畢竟，整個世界就是一個群島。