电力的高速公路的未来 Bashny.Net

2003年，欧盟已从沙漠表示然后一个愿景的翻译欧洲轨道的可再生能源。 根据"绿色能源"欧盟应该是一个热电厂有个浓度的太阳能，位于撒哈拉沙漠，能够存储能源至少在晚上消费的峰值，当正常光伏不再工作。 特点项目将是一个强大的传输线(PTL)几十千兆瓦，其范围从2到5万公里。





SES的这种已成为欧洲主要的可再生能源产业。

该项目持续约10年，然后被遗弃的公司创始人，作为实现欧洲的绿色能源是完全不同和更加平淡无奇—中国光伏发电和地面vetrogeneratory放在欧洲本身，这种想法是要拉能行通过利比亚和叙利亚--都是过于乐观。





计划在该框架的沙漠传输线：三个主要领域有能力的3×10千兆瓦(在图片中的一个弱版本的3x5)和若干海底电缆。

然而，强大的线出现在"沙漠"是没有意外事故(滑稽的，顺便说一句，即该地区的地下输电线在该项目的目的是更多的土地下SES)是一个关键技术，可以使可再生能源生产的增长，以压倒性比例，反之亦然：在没有技术的传输能源的长距离分辨率，很可能注定要不超过一小部分的30-40%在能源部门的欧洲。

相互协同作用横贯大陆的传输线路和可再生能源是相当可见，在该模型(例如，一个巨大型当地用户终端，并且还型维亚切斯拉夫Laktyushina)：该联盟的许多领域的风代、设置在1-2-3数千公里，破坏了交叉相关的输出水平(危险的失败)，并对输入到电力系统。 唯一的问题是，在什么样的价格，并有什么损失可能转移能量到这样的距离。 答案取决于不同的技术，这些技术如今基本上有三个：传输的交流、永久和超导丝。 虽然这种划分是一点点错误(超导体可以交流和直流)，但从全身的观点是合法的。



然而，该技术用于传输的高电压，在我看来，是一个最美妙的。 照片整流站在600kV。

传统发电，从一开始就是这样的联合发电使用高压电线交流，当时在70年代达到750-800千伏输线，可以发射2至3千兆瓦的电力。 这种传送已经接近极限，传统的交流电源：一方面，在系统限制与相关联的复杂程度同步网络成千上万公里，并希望把它分成功的地区，相关的保险的相对较小的线路，另一方面，由于上升的反应力和损失这样一个线(联日益增加的电线和电容耦合到地球)。



不很典型的图片能源部门在俄罗斯在写作的时候，但是通常的流动，区域之间不超过1-2GW。

然而，电力系统的70年代和80年代不需要强大的和遥远的线电—电厂往往更容易推给消费者，唯一的例外是那么可再生能源的水力发电。

水力发电电源，具体地说巴西的项目，伊泰普水电站大坝在80年代中期导致出现了一个新的冠军电力传输是许多远远流传输线。 电巴西链接—2 3150兆瓦的电压+-600kV的距离为800公里，该项目是通过实施该公司ABB的。 这种权力有关的边缘，是可用的，交流行，但是大的损失是付给为项目转化为直流电。



伊泰普水电站的容量为14GW仍然是第二大水力发电站。 产生的能量传送通过高压直流电链路的地区圣保罗和里约热内卢。

不同于交流线路、电力线PT免费的，从感性和容性的损失(即损失的寄生电容和电感耦合导体，与周围的土地和水)，并且最初被广泛使用，主要用于连接到公共电力系统的大群岛海底电缆，其中的损失的交流线入水可以到达50-60％的能力。 此外，传输线的PT在相同的电压一级和导线的交叉部分，可以发射15％的更多的权力在两个电线于交流行的三种。 问题与隔离直流ETL容易，因为与交流电流振幅最大的电压为1.41倍，比目前，这就是力量。 最后，LEP PT不需要同步发电机在两个方面，因而消除了许多相关的问题同步偏远地区。



比较交流电源线(交流)和直接目前(直流)的电流。 比较一个小小的广告，因为在同目前的(说4000A)交流线和800千伏会有能力的5.5GW与6.4GW从电源线的DC,但是用两倍大的损失。 同损失、不动力将不同的2倍。



计算损失的不同变电源线，其目的是要用在沙漠的项目。

当然，还有阴性和显着性。 第一，一定的电流在电力系统的交流，需要整顿，在这一方面，"zakreplenie"(即产生一个同步的正弦)。 当涉及到许多千兆瓦或几百千伏—这是非常重要(和非常漂亮！) 设备，花费数百万美元。 此外，在2010年电线PT只能的形式"一点点"，因为没有适当的交换机要这样的电压和功率直流电，因此对于许多消费者就不可能切断他们中的一个短路—只需要支付整个系统。 因此，主要使用强力的行PT—连接的两个电力的地区，在那里需要大型的流动。 只是几年前，ABB(一的三个领导人所创建的高压直流输电设备)管理创建一个"混合"tirestore机械开关(类似的想法，有关ITER)，这是能够这样一个工作，现在建设的第一个高压输电线路PT"点到多点"的东北部，安哥拉在印度。
 


混合器，ABB没有充分表现(和照明)，但没megapafosnyh印度上的视频会的一个机械开关、用的电压是1200伏—令人印象深刻的机！

然而，该技术PT-能源的开发，并成为便宜(主要是由于开发电半导体)，并出现千兆瓦可再生能源生成是相当准备，以便开始连接的远程强大的水力发电站和风力农场到消费者。 尤其是许多这些项目已经实施在最近几年在中国和印度。

但这个想法更进一步。 在许多型号的可能性PT-电线，用于能量传输是用于对准RES-可变性，这是一个必要因素实际执行100％的可再生能源在大型发电系统。 此外，这种方法已经在执行的例子1.4千兆瓦的链接德国-挪威、设计来补偿对于可变性的德国风能在挪威抽存储电站的500兆瓦的链接澳大利亚塔斯马尼亚需要维持的电力系统的塔斯马尼亚(主要是水电)在干旱条件。





很多的信贷，用于扩展的高压直流输属于同一进展在电缆(往往是在高压直流是离岸)，这在过去15年提出了可用的电压从620 400千伏

然而，进一步循环，防止因为高成本的传输线的类似口径(例如，世界上最大的LEP PT疆徽10GW3 000公里的费用中国的大约5亿美元)，以及缺乏发展等领域的RES代，即缺乏周围的主要消费者(例如欧洲或中国)相当于大型消费者在一定距离达到3-5万公里。




其中包括大约30％的成本的传输线PT线都在这里这样的转换站。

然而，如果有什么技术的传输线，同时更便宜和更少的损失(其中确定最合理的长度?). 例如，传输线与超导电缆。



一个例子的一个真正的超导电缆的载流量的项目。 在该中心前与液体氮气，这是3-相超导丝丝带与高温超导隔绝，外部的铜屏幕，另一个信道带液体氮气，周围是一个多层屏幕上-真空隔热内部的真空腔内和外部的保护外壳的聚合物。

当然，第一次超导传输线项目及其经济的计算并没有出现今天而不是昨天，在60年代初非法入境之后立即开放的"工业"超导体基于金属间化合物的铌。 然而，为经典的网络不可再生能源这样的SP传播不和的立合理的力量和成本如电力线路和观点的体积的事态发展要求实现它们在实践中。



该项目的超导电缆线的1966年—100GW,1000公里，有一个明确的低估的成本低温部件和电压转换器。

经济超导线的确定通过实质上的两个东西：费用超导电缆和能源用于冷却。 原来的想法的使用铌intermetallide绊倒在高成本的冷却液氦：内部的"冷"电气大会必须保持真空中的(即不是困难的)和高级围绕一个液态氮冷却视，否则将热气流的温度为4.2K将超过合理的能力的冰箱。 这样的一个"三明治"再加上存在的两个成本昂贵的制冷系统的时间，埋藏的兴趣SP-LEP。

回到这个想法来发现的高温导体和"媒体温度"镁硼化MgB2的。 冷却温度为20Kelvin(K)为硼化或70K(70K—温度下为液态氮是广泛利用，这种费用的制冷剂的低)用于高温超导看起来很有趣。 第一超导体为今天是从根本上更便宜于制造半导体处理的方法的高温超导磁带。



三相超导电缆(腺在低温的一部分的背景)草案LIPA在美国，每个当前的2400一个和一个电压的138kV的总容量574兆瓦。

具体的数字为今天如下：高温超导是成本导体在300至400美元，每嘉*m(即米导管，它可以承受kiloamps)对于液体氮气，在100-130美元，用于20K、镁硼化，温度为20K具有价值的2至10美元，每嘉*m(价格没有很好建立，以及技术)、钛铌酸—关于1美元的嘉*m，但对于温度在4.2K.为便于比较， 铝线传输线的费用~5-7每嘉*米铜—20.



真正的热损失SP电缆载流量1公里长和能力约为40兆瓦。 在电力低温制冷器和循环泵所需的动力操作的电缆，约有35千瓦，或少于0.1％的发送电力。

当然，事实上，SP线是一个复杂的撤离的产品，这可以被路由仅仅在地下，增加了额外的费用，然而，那里的土地在电力线路是昂贵的(例如在市)，SP传输线路已经开始出现，尽管仍然在形成的试点项目。 基本上，这是该电缆从高温超导(因为大多数使用)，中低压(10至66kV)、水流从3到20kA。 这个方案的数量减至最小的中间成员增加与相关联压在线(变压器、开关、等等)。 最雄心勃勃的和已经实施项目的电源电缆项目LIPA：三个有线的长度的650米，设计用于发射三阶段目前一个功率为574MVA，这相当于空电线330kV。 调试的最强大的新的高温超导电缆线发生了28June2008

一个有趣的项目是实施载流量在德国美因河畔法兰克福的。 电缆中压(10千伏c目前2300一个容量为40兆瓦)与一个综合超导电流限制器(积极发展一个有趣的技术由于损失超导"自然"切断缆的情况下重载电路短路)内部安装的城市地区。 这次发射是执行在2014年，这个有线将成为一个原型，用于其他项目计划在德国的替代110千伏电缆传送线上的超导10千伏电缆。



安装的电缆载流量相当于绘制一个常规的高压电缆。

试点项目，有不同的超导体在不同价值观的当前和压甚至更多，其中包括一些在我们国家，例如，测试实验30米电缆MgB2超导体，冷却液Vodacom的。 电缆在恒定电流的3500个和一个电压的50千伏，创建VNIIKP有趣的"混合方案"在哪里冷却的氢同时是一个有希望的方法运输的氢下想法的"氢能源"。



但是，回到可再生能源。 该甩模拟是旨在建立一个100％的可再生能源生成的整个非洲大陆，而成本的电力必须小于100美元的每兆瓦*h。 特别特征的模型得到的流量在几十千兆瓦之间的欧洲国家。 这样的功率几乎是不可能来表达任何方式除了SP直流输电线。



模拟数据甩为英国需要的电力出口，达到70GW在存在今天的链接该岛的3.5GW和扩大这种价值高达10GW在可预见的未来。

和这类项目的存在。 例如卡洛Rubbia，我们熟悉从反应器中MYRRHA加速器驱动程序，是促进项目的基础上几乎是唯一制造商在世界上的strandow镁硼化上的想法低温箱有一个直径为40厘米(但是，这是相当困难的运输和堆放在陆地径)可容纳2个电缆与目前的20kA和一个电压的+-250kV，即总容量的10GW，并在这个冷器可容纳4Explorer=20GW, 这是接近所需的模型当地用户终端，并且相对于传统的高压直流行，仍有大幅度增加动力。 成本的电能用于制冷和抽氢量-10MW，每100公里，或300兆瓦在3,000公里的大约三倍的最先进的高压直流行。



提供Rubbia10-千兆瓦的有线传输线。 一个巨大的管尺寸液氢是必要的，以减少液压抵抗，并能够把中间cristinzio最多100公里。 还有一个问题与维持上的真空管(分离子真空泵—不是最聪明的决定在这里，恕我直言)

如果你继续加大的低温箱价值观的典型的天然气管道(1200毫米)，以适应内部6-8导体20kA和620kV(峰值掌握在今天压电缆)，这种"管道"额将达到100亿千瓦时，这超过了电力传送的天然气和石油管道(最强大的发射相当于85亿千瓦时热量)。 主要的问题可以连接这条公路对现有的网络，然而，事实上，技术几乎是可用的。

有趣的是估算这种成本线路。

占主导地位，显然是该建筑的一部分。 例如，铺设的800公里4个高压直流电缆在德国项目Sudlink成本~8-10亿欧元(这是已知的，因为该项目已从5到15亿美元后的过渡开销线电缆)。 安装费的10-12亿欧元的每公里，大约4-4. 5次，高于平均成本的天然气管道，根据这项研究。



在原则上，没有什么可以阻止使用类似的技术，用于铺设的重型电源线，然而，主要的困难在这里是在终端站，连接现有网络。

如果你把东西之间的天然气和电缆(即6至8万欧元的每公里)，成本的超导体可能是丢失的成本结构：有100千兆瓦行的价值SP将~美元的0.6百万，每1公里，如果你把SP费2美元，每嘉*米。

一个有趣的困境的出现：SP"megamusical"是几次更昂贵的天然气管道相似的权力(记得，它在所有的未来。 今天，情况甚至更糟糕的—你需要收回的R&d SP-LEP)，这就是为什么管道正在建造，但不SP-LEP。 但是，可再生能源的增长，这种技术可能是有吸引力得到迅速的发展。 该项目Sudlink，很可能会运行在SP电缆，如果技术能够做好准备。 出版

 

P.S.记住，仅仅通过改变他们的消费—我们一起改变世界了。 ©

资料来源://geektimes.ru/post/288386/