Даёшь постоянный ток! Опции

[Гость_Феодор_*]

Здравствуйте господа, давно не виделись.

Есть бредовая идея, присоединяйтесь к обсуждению.

Идея: наступает пора перевести планету обратно на постоянный ток.

Как мы помним, первые электрические сети были постоянными. Однако, единственным эффективным способом преобразования напряжения был перевод электрического поля в магнитное и обратно, т. е. трансформатор, а трансформатор работает только с переменным током.

Прошёл век. Всё больше электрической нагрузки - электроника, которая первым делом ток выпрямляет, создавая в сетях переменного тока злобные гармоники. Вторым делом электроника осуществляет высокоэффективное преобразование постоянного тока используя тиристоры и стабилизирующие схемы с обратной связью. Электронное питание всё чаще применяется в традиционно реактивных нагрузках: лампах дневного света (электронный балласт), в моторах (преобразователи частоты).

С другой стороны, расширяется парк генерации постоянного тока: солнечные батареи, обычные аккумуляторы в источниках бесперебойного питания. Всё больше вводится высоковольтных линий постоянного тока, построенных на тех же тиристорах.

Электронные компоненты (особенно высоковольтные) пока что дороги, но постоянно дешевеют. Медь, напротив, дорожает.

Повсеместно используемый трёхфазный переменный ток имеет свои недостатки. ЛЭП - огромные антенны, рассеивающие энергию в окружающую среду. В то же время, среднее напряжение меньше пикового, то есть провода используются неэффективно. Фазовая синхронизация гигантских сетей, управление как активными, так и реактивными компонентами - сложные инженерные задачи. Наконец, трёхфазное питание требует трёх проводников, а постоянный ток обходится двумя или одним.

Итак, мы всё больше потребляем, генерируем и передаём постоянный ток, но "посередине" используем переменный. В какой-то момент станет выгоднее массово перейти на сети постоянного тока.

Резистивной и электронной нагрузке природа тока безразлична. Трансформаторы можно заменить электронными преобразователями. Если преобразователи автоматически стабилизируют выходное напряжение, не требуется чрезвычайная стабильность напряжения в питающей сети. Если электронные преобразователи будут иметь кибернетические функции, можно будет предотвращать катастрофы посредством точечного управления нагрузками. Генераторы переменного тока можно снабдить выпрямителями, индуктивные двигатели - инверторами. Ими же можно снабдить точки соединения постоянных и переменных сетей.

Итак, в чём я неправ?

Я слышал, что постоянный ток имеет какие-то особые недостатки в плане передачи, но подробного объяснения не встретил. Кто разъяснит?

[Dashout]

На мой взгляд, в экономике России (по аналогии с глобальным финансовым) надулся огромный "энергетический" пузырь. Цена на эл.энергию существенно завышена, более того, существующее положение монопольного перекладывания затрат на экономику (население) закреплено рядом законодательных и нормативных актов на многие годы вперед.
Проблемной является вся технологическая цепочка - поставка и качество топлива (уголь), транспорт топлива, производства электроэнергии, распределение электроэнергии. Как Вы знаете, это как раз те области, которых не коснулось законодательство по энергосбережению - его действия направлены исключительно на потребителей.
Финансовый, а затем и предстоящий экономический кризис может стать катализатором преобразований для всей энерготехнологической цепочки. Повод понятен, дорогая энергия для развивающейся экономики будет служить дополнительным барьером стабилизации социального напряжения.

Мне кажется, отправной точкой развития модернизационного сценария может стать функция транспорта и распределения энергии. Почему? рациональная организация исполнения этой функции может рыночными
инструментами приблизительно в 2 раза снизить стоимость электроэнергии. Не просто снизить, а удерживать этот стоимостной уровень.
Такой вариант может быть, если допустить возможность свободного перетока эл.энергии по воображаемому федеральному энергопроводу в разрезе часовых поясов и пиковой нагрузки.
На первый взгляд, генерация и передача ПТ идеально подходит.
Не могу согласиться с тезисом дороговизны преобразователей. Относительно чего считать! Неоднократно встречал в технической литературе утверждение, что ППТ дорогое удовольствие - но детальных расчетов не видел. Такое впечатление, что авторы повторяют друг друга.
Возможно в узком смысле это так, но интегральный эффект должен быть положительным.
Почему? Есть два субъекта: группа производителей эл.энергии и федеральный энергоканал ПТ, беспеченный свободным перетоком мощности. Группа производителей ЭЭ может производить ее по трем режимам: зеленый (оптимальная загрузка), желтый (полупиковая), красный (пиковая). Себестоимость красного режима в 2 раза выше зеленого.
Федеральный канал берет ЭЭ по цене зеленого режима (так как он имеет возможность компенсации ЭЭ от поставщиков других часовых поясов). Добавляет свою норму прибыли (фиксированную) и передает нижние распределительные сети (Затратные желтый и красный производитель может оставить себе).
Источником покрытия затрат на преобразование является, а) норма прибыли от увеличенного объема продаж; б) дополнительный объем энергии, высвобожденной из статьи "потери в сети" (не утверждаю, но по некоторым данным, эта сумма около 25 млрд.долларов США). Совершенно точно, что в настоящее время этот показатель в 2 раза выше международных.
Экономический эффект гарантированно будет положительным, но не в пользу частных энергогенерирующих компаний - в пользу населения, экономики.
Далее, автор этой темы совершенно прав - электроника будет дешеветь. Это фундаментальное условие развития научно-технического прогресса (не буду приводить, и так много места занял).
Вопрос к техническим специалистам: есть ли принципиальные (фундаментальные) противоречия в организации такого энергоканала?

P.S. Добавлю по линиям постоянного тока у РЖД. Это проблема оптимизации всей энерготехнологической цепочки. Утверждение о эффективности сетей переменного тока на ЖД неоднозначно, например, Италия считает по другому. Переменный ток позволяет увеличить мощность, чтобы перевозить больше грузов (например, Экибастузский уголь с зольностью 42%). С ума сойти, тратить таким трудом полученную энергию на перевозку грязи из Казахстана. Наверное, на неровных участках трассы нужен переменный ток, а так... Вопрос решится очень быстро, если государство перестанет дотировать ЖД, а направит эти деньги в развитие новой промышленности.

Сообщение отредактировал Dashout - 14.3.2009, 22:40