مزارع بادی بیابان گوبی، پنل های خورشیدی در فلات چینگهای و پایگاه های انرژی جدید در بیابان گسترده سینکیانگ، همه مقدار زیادی برق تولید می کنند.اما افرادی که به این قدرت نیاز دارند اغلب هزاران کیلومتر دورتر در شهرهای مرکزی و شرقی چین زندگی می کنند..
چگونه این برق می تواند چنین مسافت های فوق العاده ای را طی کند و هنوز هم با یک درخشش پایدار و بدون فلک به خانه شما برسد؟
پاسخ فقط " ولتاژ بالا" نیست. این یک سمفونی از تکنولوژی انتقال برق، ثبات شبکه و مهندسی هوشمند است.داستان اینه که چگونه الکترون های دور راه خود را به سوی سوئیچ نور پیدا می کنند.
1مرحله ي اول: ولتاژ رو بالا ببر، خسارت رو کاهش بده
برق که از سيم عبور ميکنه با يک دشمن ثابت روبرو ميشهمقاومت.درست مثل اصطکاک در یک لوله، مقاومت انرژی الکتریکی را به گرما تبدیل می کند. هرچه فاصله بیشتر باشد، انرژی بیشتری از دست می رود.
اما يه راه حل هوشمندانه بر اساس يک قانون اساسي فيزيک وجود داره:قدرت = ولتاژ × جریان
برای تحویل مقدار خاصی از قدرت، اگر ولتاژ را دو برابر کنید، می توانید جریان را نصف کنید.مربعدر حال حاضر (من2R), نصف کردن جریان باعث کاهش زیان خط بهیک چهارماز ارزش اصلیش.
این منطق اصلی پشت این استUHV (فولتاژ فوق العاده بالا)در حالی که توالت های خانگی شما با 220 ولت کار می کنند، خطوط UHV AC چین در1،000 کلوولتو خطوط UHV DC در±800 کلوولتبا فرستادن قدرت با این ولتاژ های عظیم، جریان کوچک می شود و انرژی از دست رفته در طول سفر طولانی در کوه ها و رودخانه ها به حداقل می رسد.
(یادداشت: از دست دادن واقعی نیز به طول خط، اندازه هادی و بار بستگی دارد، اما اصل یکسان باقی می ماند: ولتاژ بالاتر = از دست دادن کمتر.)
2AC در مقابل DC: انتخاب ابزار مناسب برای کار
با افزایش مسافت ها به بیش از ۱۰۰۰ کیلومتر، یک چالش دیگر ظاهر می شود:ثبات شبکه
- AC (جريان متناوب)در طول فاصله های بسیار طولانی، حفظ این همگام سازی بسیار دشوار می شود.یک اختلال در یک طرف می تواند باعث شود که کل سیستم از مرحله خارج شود.
- DC (جریان مستقیم)این مشکل همگام سازی را ندارد. این قهرمان بی شکلی از حمل و نقل بلندمدت و با ظرفیت بالا است.
راه حل ترکیبی:
در عمل، ما از هر دو استفاده می کنیم. فرآیند به این شکل است:
- تبدیل:در انتهای فرستنده، قدرت AC به DC تبدیل می شود.
- انتقال:قدرت DC در امتداد خط UHV (به طور کارآمد و پایدار) حرکت می کند.
- معکوس کردن:در انتهای گیرنده، آن را به AC تبدیل می کند تا به شبکه محلی شهر تغذیه شود.
UHV AC برای ساخت شبکه های منطقه ای قوی (راه های بزرگ) استفاده می شود ، در حالی که UHV DC به عنوان "خط های سریع نقطه به نقطه" عمل می کند که قدرت را از پایگاه های انرژی دور افتاده به مناطق پرجمعیت می رساند.
3رام کردن باد و خورشید: چگونه با انرژی های تجدید پذیر ناپایدار برخورد کنیم؟
باد به طور مداوم نمی وزد و خورشید هر روز غروب می کند. پس، چگونه می توانیم جلوی روشنایی های شما را بگیریم تا هر بار که ابری از یک مزرعه خورشیدی عبور می کند، درهم نکشند؟
رازش اينه کهتجهیزات تثبیت شبکهبه طور خاصکانسندر های هم زمان.
یک گرده افشان هم زمان اساسا یک موتور بزرگ و تخصصی است که انرژی فعال تولید نمی کند (این توربین ها را برای تولید برق نمی چرخاند). در عوض، کار آن این است کهجذب یا تزریق قدرت واکنش.
به آن به عنوان یک "شاکبخش" برای شبکه فکر کنید. هنگامی که ولتاژ به دلیل نوسانات باد / ورودی خورشیدی کاهش می یابد یا افزایش می یابد، این کمپرسورها بلافاصله پشتیبانی پویا را برای حفظ ولتاژ پایدار فراهم می کنند.در مناطقی مثل شمال غربی چین، جایی که نفوذ انرژی های تجدیدپذیر بالا است، این ماشین ها ٬ در کنار جبران کننده های Var استاتیک (SVC) ٬ به عنوان نگهبان ثبات شبکه عمل می کنند.
تصویر کلی سفر هزار مایل
بنابراین، دفعه بعد که یک سوئیچ را روشن می کنید، سفر این الکترون ها را به یاد داشته باشید:
- نسل:یک باد در بیابان گوبی توربین را می چرخاند.
- تقویت:یک ترانسفورماتور، ولتاژ را به 1 افزایش می دهد،000،000 ولت
- سفر:قدرت 2000 کیلومتر از طریق یک خط UHV سفر می کند، و انرژی بسیار کمی از دست می دهد.
- ثبات:در طول راه، کمپرسورها و فرستنده های شبکه، خم ها را صاف می کنند.
- تحویل:ولتاژ به صورت امن براي خونه ات کاهش پيدا ميکنه
شگفتی واقعی انرژی مدرن این نیست که برق می تواند سریع حرکت کند، بلکه این است که پس از سفر هزاران کیلومتر، می تواندبا امنيت و ثبات دستگير شد.
"نوری که اتاق شما را پر می کند بیش از انرژی است؛ این یک شاهکار مهندسی است که بیابان را به دنیای شما متصل می کند".
بحث:آیا تا به حال از یک مزارع بادی یا یک نیروگاه خورشیدی بازدید کرده اید؟ آیا می دانستید که انرژی ای که به آن نگاه می کنید ممکن است صدها مایل دورتر باشد؟ افکار خود را در مورد اینکه چگونه انرژی های تجدید پذیر جهان ما را تغییر می دهد به اشتراک بگذارید!
