L'avenir du transport d'électricité passe-t-il par le courant continu ? Archipel mondial et son réseau

Aujourd'hui, la plupart des lignes électriques à haute tension sont basées sur le courant alternatif. Cependant, le développement de nouvelles sources d'énergie, centrales solaires et éoliennes, situées loin des agglomérations et des consommateurs industriels, nécessite des réseaux de transmission, parfois même à l'échelle continentale. Et ici, il s'est avéré que HVDC est meilleur que HVAC.

ligne CC haute tension (abréviation de High Voltage Direct Current) ont une meilleure capacité à transporter de grandes quantités d'énergie que HVAC (abréviation de High Voltage Alternate Current) pour longues distances. Un argument peut-être plus important est le moindre coût d'une telle solution sur de longues distances. Cela signifie qu'il est très utile pour fournir de l'électricité sur de longues distances à partir de sites d'énergie renouvelable qui relient les îles au continent et même potentiellement à des continents différents les uns des autres.

Ligne CVC nécessitent la construction d'immenses pylônes et de lignes de traction. Cela provoque souvent des protestations des résidents locaux. HVDC peut être posé n'importe quelle longue distance sous terre, sans risque de grandes pertes d'énergiecomme c'est le cas avec les réseaux AC cachés. Il s'agit d'une solution légèrement plus coûteuse, mais c'est un moyen d'éviter de nombreux problèmes auxquels sont confrontés les réseaux de transmission. Bien sûr, pour la transmission depuis Région de Columbia les lignes de transmission existantes et socialement acceptables avec de hauts pylônes peuvent être adaptées. Cela signifie que vous pouvez envoyer plus d'énergie à travers les mêmes lignes.

Il existe de nombreux problèmes avec la transmission de courant alternatif qui sont bien connus des ingénieurs électriciens. Ceux-ci comprennent, entre autres génération de champs électromagnétiquesen conséquence, les lignes sont hautes au-dessus du sol et espacées les unes des autres. Il existe également des pertes de chaleur dans le sol et l'environnement hydrique et de nombreuses autres difficultés qui ont appris à faire face au temps, mais qui continuent de peser sur l'économie énergétique. Les réseaux AC nécessitent de nombreux compromis d'ingénierie, mais l'utilisation du courant alternatif est certainement rentable pour la transmission. électricité longue distancedonc dans la plupart des situations, ce ne sont pas des problèmes insolubles. Cependant, cela ne signifie pas que vous ne pouvez pas utiliser une meilleure solution.

Y aura-t-il un réseau énergétique mondial ?

En 1954, ABB a construit une ligne de transport CC haute tension enfouie de 96 km entre le continent suédois et l'île (1). Comment est la traction vous permet d'obtenir deux fois la tension quoi de neuf courant alternatif. Les lignes CC souterraines et sous-marines ne perdent pas leur efficacité de transmission par rapport aux lignes aériennes. Le courant continu ne crée pas de champ électromagnétique qui affecterait d'autres conducteurs, la terre ou l'eau. L'épaisseur des conducteurs peut être quelconque, car le courant continu n'a pas tendance à circuler sur la surface du conducteur. Le courant continu n'a pas de fréquence, il est donc plus facile de connecter deux réseaux de fréquences différentes et de les reconvertir en courant alternatif.

cependant D.C. il a encore deux limitations qui l'ont empêché de conquérir le monde, du moins jusqu'à récemment. Premièrement, les convertisseurs de tension étaient beaucoup plus chers que les simples convertisseurs CA physiques. Cependant, le coût des transformateurs CC (2) chute rapidement. La réduction des coûts est également affectée par le fait que le nombre d'appareils utilisant du courant continu du côté des récepteurs à énergie ciblée augmente.

2. Transformateur CC Siemens

Le deuxième problème est que les disjoncteurs CC haute tension (fusibles) étaient inefficaces. Les disjoncteurs sont des composants qui protègent les systèmes électriques contre les surcharges. Disjoncteurs mécaniques DC ils étaient trop lents. D'autre part, bien que les interrupteurs électroniques soient assez rapides, leur actionnement a jusqu'à présent été associé à des interrupteurs de grande taille, pouvant atteindre 30 %. perte de pouvoir. Cela a été difficile à surmonter mais a été récemment atteint avec une nouvelle génération de disjoncteurs hybrides.

Si l'on en croit les rapports récents, nous sommes en bonne voie pour surmonter les défis techniques qui ont tourmenté les solutions HVDC. Il est donc temps de passer aux avantages incontestables. Les analyses montrent qu'à une certaine distance, après avoir traversé le soi-disant.point d'équilibre» (ca. 600-800 km), l'alternative HVDC, bien que ses coûts initiaux soient plus élevés que les coûts de démarrage des installations AC, se traduit toujours par des coûts globaux de réseau de transmission inférieurs. La distance de rentabilité des câbles sous-marins est beaucoup plus courte (typiquement autour de 50 km) que celle des lignes aériennes (3).

3. Comparez l'investissement et le coût de la transmission d'énergie entre HVAC et HVDC.

Borne CC ils seront toujours plus chers que les terminaux AC, simplement parce qu'ils doivent avoir des composants pour convertir la tension DC ainsi que la conversion DC en AC. Mais la conversion de tension continue et les disjoncteurs sont moins chers. Ce compte devient de plus en plus rentable.

Actuellement, les pertes de transmission dans les réseaux modernes varient de 7 %. jusqu'à 15 pour cent pour la transmission terrestre basée sur le courant alternatif. Dans le cas de la transmission en courant continu, ils sont beaucoup plus faibles et restent faibles même lorsque les câbles sont posés sous l'eau ou sous terre.

Le HVDC est donc logique pour les plus longues étendues de terre. Un autre endroit où cela fonctionnera est la population dispersée à travers les îles. L'Indonésie en est un bon exemple. La population est de 261 millions de personnes vivant sur environ six mille îles. Beaucoup de ces îles dépendent actuellement du pétrole et du carburant diesel. Le Japon a un problème similaire avec 6 852 îles, dont 430 sont habitées.

Le Japon envisage de construire deux grandes lignes de transmission CC à haute tension avec l'Asie continentale.ce qui permettra de s'affranchir de la nécessité de produire et de gérer de façon autonome toute leur électricité dans une zone géographique restreinte avec des difficultés de terrain importantes. Des pays comme la Grande-Bretagne, le Danemark et bien d'autres sont organisés de la même manière.

Traditionnellement, la Chine pense à une échelle qui dépasse celle des autres pays. L'entreprise, qui exploite le réseau électrique public du pays, a eu l'idée de construire un réseau mondial à courant continu à haute tension qui reliera toutes les centrales éoliennes et solaires du monde d'ici 2050. Une telle solution, associée à des techniques de réseaux intelligents qui allouent et distribuent dynamiquement l'électricité des endroits où elle est produite en grande quantité aux endroits où elle est nécessaire en ce moment, pourrait permettre de lire "Jeune Technicien" à la lumière d'une lampe alimentée par l'énergie générée par des éoliennes situées quelque part dans le Pacifique Sud. Après tout, le monde entier est une sorte d'archipel.