¿El futuro de la transmisión de electricidad es en corriente continua? Archipiélago mundial y su red
Hoy en día, la mayoría de las líneas eléctricas de alta tensión se basan en corriente alterna. Sin embargo, el desarrollo de nuevas fuentes de energía, plantas de energía solar y eólica, ubicadas lejos de los asentamientos y consumidores industriales, requiere redes de transmisión, a veces incluso a escala continental. Y aquí, resultó que HVDC es mejor que HVAC.
línea de CC de alto voltaje (abreviatura de corriente continua de alto voltaje) tienen una mejor capacidad para transportar grandes cantidades de energía que HVAC (abreviatura de corriente alterna de alto voltaje) para largas distancias. Quizás un argumento más importante es el menor costo de tal solución en largas distancias. Esto significa que es muy útil para proporcionar electricidad a largas distancias desde ubicaciones de energía renovable que conectan islas con el continente e incluso potencialmente incluso diferentes continentes entre sí.
línea HVAC requieren la construcción de enormes torres y líneas de tracción. Esto a menudo provoca protestas de los residentes locales. HVDC se puede colocar bajo tierra a larga distancia, sin el riesgo de grandes pérdidas de energíacomo es el caso de las redes AC ocultas. Esta es una solución un poco más costosa, pero es una forma de evitar muchos de los problemas que enfrentan las redes de transmisión. Por supuesto, para la transmisión desde Región de Columbia Se pueden adaptar las líneas de transmisión existentes y socialmente aceptables con torres altas. Esto significa que puedes enviar más energía a través de las mismas líneas.
Hay muchos problemas con la transmisión de energía CA que son bien conocidos por los ingenieros de energía. Estos incluyen, entre otros generación de campos electromagnéticoscomo resultado, las líneas están muy por encima del suelo y separadas entre sí. También hay pérdidas de calor en el entorno del suelo y el agua y muchas otras dificultades que han aprendido a sobrellevar con el tiempo, pero que siguen siendo una carga para la economía energética. Las redes de CA requieren muchos compromisos de ingeniería, pero el uso de CA es sin duda rentable para la transmisión. electricidad de larga distanciapor lo que en la mayoría de las situaciones estos no son problemas irresolubles. Sin embargo, eso no significa que no pueda usar una solución mejor.
¿Habrá una red energética mundial?
En 1954, ABB construyó una línea de transmisión de CC de alto voltaje sumergida de 96 km entre el continente sueco y la isla (1). como es la traccion le permite obtener el doble de voltaje Qué pasa corriente alterna. Las líneas de CC subterráneas y submarinas no pierden su eficiencia de transmisión en comparación con las líneas aéreas. La corriente continua no crea un campo electromagnético que afectaría a otros conductores, tierra o agua. El grosor de los conductores puede ser cualquiera, ya que la corriente continua no tiende a fluir sobre la superficie del conductor. La CC no tiene frecuencia, por lo que es más fácil conectar dos redes de diferentes frecuencias y convertirlas nuevamente en CA.
sin embargo CORRIENTE CONTINUA. todavía tiene dos limitaciones que le impidieron dominar el mundo, al menos hasta hace poco. Primero, los convertidores de voltaje eran mucho más caros que los simples convertidores de CA físicos. Sin embargo, el costo de los transformadores de CC (2) está cayendo rápidamente. La reducción de costes también se ve afectada por el aumento del número de dispositivos que utilizan corriente continua en el lado de los receptores dirigidos a la energía.
2. Transformador CC Siemens
El segundo problema es que los disyuntores de CC de alto voltaje (fusibles) no eran efectivos. Los disyuntores son componentes que protegen los sistemas eléctricos de sobrecargas. Disyuntores mecánicos de CC eran demasiado lentos. Por otro lado, aunque los interruptores electrónicos son razonablemente rápidos, su actuación hasta ahora se ha asociado con altas tasas de hasta el 30 por ciento. pérdida de potencia. Esto ha sido difícil de superar, pero se ha logrado recientemente con una nueva generación de interruptores automáticos híbridos.
Si hay que creer en los informes recientes, estamos bien encaminados para superar los desafíos técnicos que han afectado a las soluciones HVDC. Así que es hora de pasar a los beneficios indudables. Los análisis muestran que a cierta distancia, después de cruzar el llamado.punto de equilibrio» (aprox. 600-800 km), la alternativa HVDC, aunque sus costos iniciales son más altos que los costos de puesta en marcha de las instalaciones de CA, siempre se traduce en costos generales de red de transmisión más bajos. La distancia de equilibrio para los cables submarinos es mucho más corta (típicamente alrededor de 50 km) que para las líneas aéreas (3).
3. Compare la inversión y el costo de la transmisión de energía entre HVAC y HVDC.
terminal de CC siempre serán más caros que los terminales de CA, simplemente porque deben tener componentes para convertir el voltaje de CC, así como la conversión de CC a CA. Pero la conversión de voltaje de CC y los disyuntores son más baratos. Esta cuenta es cada vez más rentable.
Actualmente, las pérdidas de transmisión en las redes modernas van desde el 7%. hasta un 15 por ciento para transmisión terrestre en base a corriente alterna. En el caso de la transmisión de CC, son mucho más bajos y se mantienen bajos incluso cuando los cables se colocan bajo el agua o bajo tierra.
Por lo tanto, HVDC tiene sentido para tramos de tierra más largos. Otro lugar donde esto funcionará es la población dispersa por las islas. Indonesia es un buen ejemplo. La población es de 261 millones de personas que viven en unas seis mil islas. Muchas de estas islas dependen actualmente del petróleo y del combustible diésel. Un problema similar enfrenta Japón, que tiene 6 islas, 852 de las cuales están habitadas.
Japón está considerando construir dos grandes líneas de transmisión de CC de alto voltaje con Asia continental.lo que permitirá prescindir de la necesidad de generar y gestionar de forma autónoma toda su electricidad en un área geográfica limitada y con importantes dificultades orográficas. Países como Gran Bretaña, Dinamarca y muchos otros están organizados de manera similar.
Tradicionalmente, China piensa en una escala que supera la de otros países. La empresa, que opera la red eléctrica estatal del país, ha tenido la idea de construir una red global de CC de alto voltaje que conectará todas las plantas de energía eólica y solar del mundo para 2050. Esta solución, más las técnicas de redes inteligentes que asignan y distribuyen dinámicamente la energía desde los lugares donde se produce en grandes cantidades hasta los lugares donde se necesita en ese momento, podrían hacer posible leer "Joven técnico" bajo la luz de una lámpara alimentada por energía generada por molinos de viento ubicados en algún lugar del Pacífico Sur. Después de todo, el mundo entero es una especie de archipiélago.
