211service.com
Superlaidininkai pažangesniam tinklui prijungti
Siūlomas centras, skirtas sujungti tris nepriklausomus elektros tinklus, apimančius JAV žemyninę dalį, galėtų palengvinti atsinaujinančios elektros energijos gamybą.
Šalta galia : Šie superlaidūs laidai sudaro maitinimo kabelių, kurie turi daug daugiau galios nei įprasti variniai kabeliai, pagrindą.
Projekte, pavadintame „Tres Amigas Superstation“, būtų naudojami superlaidūs vamzdynai ir keitiklių stotys, kad būtų galima sujungti tris tinklus: Vakarų, Rytų ir Teksaso jungtis. Ryšiai tarp tinklų buvo apriboti, nes tinklai nėra sinchronizuoti – kintamosios srovės maitinimas yra nefazinis. Norint perkelti energiją iš vieno tinklo į kitą, reikalingos specialios stotys, kurios kintamosios srovės maitinimą paverčia nuolatinės srovės maitinimu, o vėliau atgal į kintamosios srovės maitinimą.
Tik dalis 1 procento JAV pagamintos elektros šiuo metu gali būti perduodama tarp tinklų, o tarp Teksaso ir Vakarų tinklų nėra tiesioginio ryšio. Tres Amigas stotis, kuri pirmą kartą sujungs visus tris tinklus į vieną vietą, iš pradžių daugiau nei dvigubai padidins galimybę perduoti energiją tarp jų ir suteiks penkių gigavatų galią. Galiausiai tikimasi, kad stotis perduos net 30 gigavatų galios.
Stotis išspręs daugybę problemų, susijusių su atsinaujinančia energija, sako Philas Harrisas, bendrovės „Tres Amigas“, įsikūrusios Santa Fe, NM, generalinis direktorius. Visų pirma, tai padės išspręsti pagrindinę atsinaujinančių energijos šaltinių problemą – jų pertrūkį. Kadangi vėjas ateina ir praeina, o debesys retkarčiais užstoja saulę, vėjo ir saulės energija gali destabilizuoti elektros tinklą.
Vienas iš kompensavimo būdų yra užtikrinti, kad joks atsinaujinantis šaltinis nesudarytų per daug visos energijos, kad kiti šaltiniai galėtų lengvai papildyti energiją, kai sumažėja galia. Tačiau Teksase ši strategija greitai apribotų vėjo jėgainių dydį, nes ten tinklas yra palyginti mažas. Prisijungdamas prie likusios šalies, „Tres Amigas“ panaikina šių ūkių dydžio ribą.
Pertraukiamumą taip pat galima išspręsti surenkant atsinaujinančią energiją plačioje teritorijoje. Tokiu būdu saulės energijos sumažėjimą dėl debesuotos dienos viename regione galėtų kompensuoti vėjas arba saulė kitur. Sujungus tris tinklus, galima pasinaudoti įvairesniais atsinaujinančių energijos šaltinių įvairove, ypač pietvakariuose, kuriuos skiria sienos tarp jų. Stotis taip pat suteiks nuo 50 iki 150 megavatų akumuliatoriaus saugyklą, kad būtų išlyginti elektros energijos svyravimai tinkle ir būtų išvengta gedimų.
Projektas taip pat galėtų būti vertinga nuolatinės srovės superlaidžių perdavimo linijų bandymų vieta, kuri gali turėti didelių pranašumų, palyginti su įprastomis elektros linijomis, tiekiant didelius energijos kiekius dideliais atstumais, sako Stevenas Eckroadas, projektų vadovas iš Palo Alto, Kalifornijoje. Elektros energijos tyrimų institutas (EPRI), kuri tiria superlaidininkų potencialą perduodant per atstumą. Tokios perdavimo linijos galėtų surinkti vėjo energiją iš Vidurio Vakarų, kur jos gausu, ir perduoti ją į pietus, kuriuose yra mažiau atsinaujinančių išteklių.
Galios perjungimas : Energija į Tres Amigas stotį patenka iš trijų elektros tinklų ir cirkuliuoja superlaidininko dujotiekyje, iš kurio gali semtis visi trys tinklai.
Norint sujungti visus tris tinklus, reikėjo vietos, kurioje jie būtų geografiškai arti vienas kito – Tres Amigas atveju, 60 kvadratinių kilometrų žemės plotas netoli Clovis, NM. Kaip ir su įprastomis jungtimis tarp tinklų, sistema konvertuoja kintamąją srovę į DC. Tačiau skirtingai nuo įprastų dvipusių jungčių, „Tres Amigas“ nuolatinės srovės energija cirkuliuos superlaidžiuose kabeliuose, kurie sudaro trikampį elektros vamzdyną. Bet kuris iš trijų tinklų, jei reikia, gali pasisemti energijos iš to.
Norint užtikrinti penkių gigavatų ir galiausiai 30 gigavatų perdavimo pajėgumą tarp visų trijų tinklų, reikėjo naudoti superlaidžias nuolatinės srovės linijas, todėl labai sumažėjo kabelių, reikalingų energijai perduoti, skaičius – vienas superlaidus kabelis gali nešti tokią pat galią kaip devyni ar 10 įprastų varinių kabelių rinkiniai. Jei įprasti kabeliai būtų pakabinti virš galvos, jie kartu su įeinančiomis ir išeinančiomis perdavimo linijomis būtų sukūrę žiurkių lizdą, pažeidžiamą oro sąlygų ir sabotažo, sako Jack McCall, Devens, JAV įsikūrusios Amerikos superlaidininko, verslo plėtros direktorius. tiekia superlaidžius kabelius.
Įprastų kabelių užkasimas padidintų projekto sudėtingumą ir dydį, nes norint išvengti perkaitimo, kabeliai turi būti laikomi kelių metrų atstumu. Iš pradžių prireiktų tik vieno superlaidžio kabelio – tai labai supaprastintų sistemą, palyginti su įprastų kabelių naudojimu. Kadangi „Tres Amigas“ plečiasi, reikės daugiau kabelių, tačiau juos galima palaidoti arti vienas kito.
Be trijų tinklų sujungimo, „Tres Amigas“ parodys nuolatinės srovės superlaidžių linijų ir kintamosios srovės į nuolatinės srovės keitiklius, kurių prireiktų didelės galios tolimojo perdavimo linijoms – superlaidų vamzdyną ištyrė EPRI. Tokią sistemą būtų lengviau įdiegti nei įprastų oro linijų didelės galios perdavimo linijas: superlaidūs kabeliai gali būti palaidoti palei esamas prieigos teises, pavyzdžiui, tarpvalstybiniuose greitkeliuose. Žemės savininkų įtikinėjimas leisti statyti didelius oro perdavimo bokštus yra viena didžiausių kliūčių diegiant įprastas perdavimo linijas ir tai gali trukdyti sukurti vėjo energijos paskirstymo iš Vidurio Vakarų sistemą. Superlaidžias perdavimo linijas taip pat būtų lengviau integruoti į esamą tinklą, nes elektros energijos kiekis, konvertuojamas iš nuolatinės srovės į kintamosios srovės energiją stotyse palei liniją, gali būti tiksliai kontroliuojamas.
Remiantis EPRI analize, superlaidų vamzdynas kainuotų maždaug tiek pat, kiek ir įprastinė perdavimo linija, jei superlaidininkių sistema būtų sukurta taip, kad būtų galima perduoti didelius energijos kiekius (daugiau nei penkis gigavatus) dideliais atstumais (apie 1000 mylių). Taip yra iš dalies todėl, kad superlaidžių linijų šaldymo išlaidos (reikalingos jų superlaidžioms savybėms išlaikyti) tampa nedidele visų sistemos sąnaudų dalimi. Be to, važiuojant dideliais atstumais, svarbus didesnis superlaidžių sistemų efektyvumas – iššvaistoma maždaug pusė mažiau energijos nei naudojant įprastus didelės galios tolimojo nuotolio elektros linijas.
Tačiau tai yra technologija, su kuria įmonės nėra susipažinusios, todėl jos gali būti nelinkusios diegti jos tokiu mastu, kurio reikia, kad ji būtų konkurencinga, sako Eckroad. Jis sako, kad „Tres Amigas“ projektas gali būti svarbus norint parodyti, kad technologija veikia.
McCall sako, kad „Tres Amigas“ artimiausiomis savaitėmis planuoja pateikti pareiškimą Federalinei energetikos reguliavimo komisijai, kad būtų pašalinta ši reguliavimo kliūtis yra kitas įmonės žingsnis. Jei viskas klostysis gerai, pradinė penkių gigavatų sistema gali būti baigta 2014 m.