Apakah masa depan transmisi listrik menggunakan arus searah? Kepulauan dunia dan jaringannya
Saat ini, sebagian besar saluran listrik tegangan tinggi didasarkan pada arus bolak-balik. Namun, pengembangan sumber energi baru, pembangkit listrik tenaga surya dan angin, yang terletak jauh dari pemukiman dan konsumen industri, membutuhkan jaringan transmisi, bahkan terkadang dalam skala kontinental. Dan di sini, ternyata, HVDC lebih baik daripada HVAC.
saluran DC tegangan tinggi (kependekan dari High Voltage Direct Current) memiliki kemampuan yang lebih baik untuk membawa energi dalam jumlah besar daripada HVAC (singkatan dari High Voltage Alternate Current) untuk jarak jauh. Mungkin argumen yang lebih penting adalah biaya yang lebih rendah dari solusi semacam itu untuk jarak jauh. Artinya sangat berguna untuk menyediakan listrik jarak jauh dari lokasi energi terbarukan yang menghubungkan pulau-pulau dengan daratan bahkan berpotensi benua yang berbeda satu sama lain.
Jalur HVAC membutuhkan konstruksi menara besar dan jalur traksi. Hal ini sering menimbulkan protes dari warga sekitar. HVDC dapat diletakkan jarak jauh di bawah tanah, tanpa risiko kehilangan energi yang besarseperti halnya dengan jaringan AC tersembunyi. Ini adalah solusi yang sedikit lebih mahal, tetapi ini adalah cara untuk menghindari banyak masalah yang dihadapi jaringan transmisi. Tentu saja, untuk transmisi dari wilayah Kolombia saluran transmisi yang ada dan dapat diterima secara sosial dengan tiang tinggi dapat diadaptasi. Ini berarti Anda dapat mengirim lebih banyak energi melalui jalur yang sama.
Ada banyak masalah dengan transmisi daya AC yang sudah diketahui oleh insinyur listrik. Ini termasuk antara lain pembangkitan medan elektromagnetikakibatnya, garis-garisnya tinggi di atas tanah dan berjarak satu sama lain. Ada juga kehilangan panas di lingkungan tanah dan air dan banyak kesulitan lain yang telah dipelajari untuk mengatasi waktu, tetapi terus membebani ekonomi energi. Jaringan AC memerlukan banyak kompromi teknis, tetapi menggunakan AC tentu saja hemat biaya untuk transmisi. listrik jarak jauhjadi dalam kebanyakan situasi ini bukan masalah yang tidak dapat dipecahkan. Namun, itu tidak berarti Anda tidak dapat menggunakan solusi yang lebih baik.
Akankah ada jaringan energi global?
Pada tahun 1954, ABB membangun saluran transmisi DC tegangan tinggi sepanjang 96 km antara daratan Swedia dan pulau (1). Bagaimana traksi? memungkinkan Anda mendapatkan tegangan dua kali lipat ada apa arus bolak-balik. Saluran DC bawah tanah dan bawah laut tidak kehilangan efisiensi transmisinya dibandingkan dengan saluran udara. Arus searah tidak menciptakan medan elektromagnetik yang akan mempengaruhi konduktor lain, bumi atau air. Ketebalan konduktor bisa berapa saja, karena arus searah tidak cenderung mengalir di atas permukaan konduktor. DC tidak memiliki frekuensi, jadi lebih mudah untuk menghubungkan dua jaringan dengan frekuensi yang berbeda dan mengubahnya kembali menjadi AC.
tetapi D.C. dia masih memiliki dua keterbatasan yang menahannya untuk mengambil alih dunia, setidaknya sampai saat ini. Pertama, konverter tegangan jauh lebih mahal daripada konverter AC fisik sederhana. Namun, biaya transformator DC (2) turun dengan cepat. Pengurangan biaya juga dipengaruhi oleh fakta bahwa jumlah perangkat yang menggunakan arus searah di sisi penerima bertarget energi meningkat.
2. Transformator DC Siemens
Masalah kedua adalah pemutus sirkuit DC tegangan tinggi (sekring) tidak efektif. Pemutus arus adalah komponen yang melindungi sistem kelistrikan dari beban lebih. Pemutus sirkuit mekanis DC mereka terlalu lambat. Di sisi lain, meskipun sakelar elektronik cukup cepat, aktuasinya sejauh ini dikaitkan dengan sakelar besar, hingga 30 persen. kehilangan daya. Ini sulit untuk diatasi tetapi baru-baru ini dicapai dengan pemutus sirkuit hibrida generasi baru.
Jika laporan terbaru dapat dipercaya, kami sedang dalam perjalanan untuk mengatasi tantangan teknis yang telah mengganggu solusi HVDC. Jadi inilah saatnya untuk beralih ke manfaat yang tidak diragukan lagi. Analisis menunjukkan bahwa pada jarak tertentu, setelah melintasi apa yang disebut.titik ekuilibrium» (ca. 600-800 km), alternatif HVDC, meskipun biaya awalnya lebih tinggi daripada biaya awal instalasi AC, selalu menghasilkan biaya jaringan transmisi keseluruhan yang lebih rendah. Jarak impas untuk kabel bawah laut jauh lebih pendek (biasanya sekitar 50 km) daripada untuk saluran udara (3).
3. Bandingkan investasi dan biaya transmisi daya antara HVAC dan HVDC.
terminal DC mereka akan selalu lebih mahal daripada terminal AC, hanya karena mereka harus memiliki komponen untuk mengubah tegangan DC serta konversi DC ke AC. Tetapi konversi tegangan DC dan pemutus sirkuit lebih murah. Akun ini semakin menguntungkan.
Saat ini, kerugian transmisi di jaringan modern berkisar 7%. hingga 15 persen untuk transmisi terestrial berdasarkan arus bolak-balik. Dalam hal transmisi DC, mereka jauh lebih rendah dan tetap rendah bahkan ketika kabel diletakkan di bawah air atau di bawah tanah.
Jadi HVDC masuk akal untuk bentangan tanah yang lebih panjang. Tempat lain di mana ini akan berhasil adalah populasi yang tersebar di seluruh pulau. Indonesia adalah contoh yang baik. Populasinya adalah 261 juta orang yang tinggal di sekitar enam ribu pulau. Banyak dari pulau-pulau ini saat ini bergantung pada minyak dan bahan bakar diesel. Jepang memiliki masalah serupa dengan 6 pulau, 852 di antaranya berpenghuni.
Jepang sedang mempertimbangkan untuk membangun dua jalur transmisi DC tegangan tinggi yang besar dengan daratan Asia.yang akan memungkinkan untuk menghilangkan kebutuhan untuk secara mandiri menghasilkan dan mengelola semua listrik mereka di wilayah geografis yang terbatas dengan kesulitan medan yang signifikan. Negara-negara seperti Inggris Raya, Denmark dan banyak lainnya diatur dengan cara yang sama.
Secara tradisional, China berpikir pada skala yang melampaui negara lain. Perusahaan, yang mengoperasikan jaringan listrik milik negara, telah memiliki ide untuk membangun jaringan DC tegangan tinggi global yang akan menghubungkan semua pembangkit listrik tenaga angin dan surya di dunia pada tahun 2050. Solusi seperti itu, ditambah teknik jaringan cerdas yang secara dinamis mengalokasikan dan mendistribusikan daya dari tempat-tempat di mana ia diproduksi dalam jumlah besar ke tempat-tempat yang membutuhkannya saat ini, dapat memungkinkan untuk membaca "Teknisi Muda" di bawah cahaya lampu bertenaga oleh energi yang dihasilkan oleh kincir angin yang terletak di suatu tempat di Pasifik Selatan. Bagaimanapun, seluruh dunia adalah semacam kepulauan.
