ما هو السبب وراء عدم القدرة على نقل الكهرباء باستخدام التيار المستمر (DC)؟

أسباب عدم قدرة توصيل الكهرباء باستخدام التيار المستمر (DC)

هناك بعض الاختلافات الرئيسية بين التيار المستمر (DC) والتيار المتناوب (AC) في نقل الطاقة، وهذه الاختلافات تجعل التيار المستمر غير مناسب لنقل الطاقة في بعض الحالات. فيما يلي بعض الأسباب الرئيسية:

• نقص قدرة تحويل الجهد: المحولات هي المكونات الأساسية لنظام التيار المتناوب، والتي تسمح بتحويل الطاقة بين مستويات الجهد المختلفة. نظرًا لأن اتجاه التيار المستمر ثابت، فإنه لا يمكن تحقيق تحويل الجهد عن طريق تغيير المجال المغناطيسي كما في التيار المتناوب، مما يجعل المحول التقليدي غير قابل للتطبيق على نقل التيار المستمر.

• خسارة الطاقة: عند نقل التيار المستمر عبر مسافات طويلة، سيتعرض لخسارة كبيرة في الطاقة بسبب تدفق التيار المستمر. يتمثل هذا الخسارة بشكل رئيسي في تسخين المقاومة، خاصة في الأسلاك، حيث ينتج التيار المستمر حرارة أكثر من التيار المتناوب، مما يحد من كفاءة التيار المستمر في النقل على المسافات الطويلة.

• التحديات الفنية: رغم أن أنظمة التيار المباشر عالي الجهد لها مزايا فريدة مثل عدم وجود تأثير الاندكتانس وتقليل التداخل مع خطوط الاتصال، إلا أن التكنولوجيا الحالية نسبيًا معقدة ومكلفة. بالإضافة إلى ذلك، فإن القيود الفنية ومشاكل الكفاءة المرتبطة بالمحولات والمفاتيح الكهربائية للتيار المستمر هي أيضًا عوامل تعوق تطبيقها الواسع.

• متطلبات المعدات: تم تحسين العديد من الأجهزة الإلكترونية وتصميمات الدوائر لتكون متوافقة مع التيار المتناوب، وقد يتطلب استخدام التيار المستمر معدات إضافية للتحويل مثل المستقيمون والمعكوسون، مما يزيد من التعقيد والتكلفة النظام.

• التقاليد التاريخية والمعايير: قامت صناعة الكهرباء بتأسيس مجموعة من المعايير والبنية التحتية بناءً على التيار المتناوب، بما في ذلك تصميم الشبكة وإنشاء المحطات الفرعية والصيانة، مما يجعل التحويل الكبير إلى التيار المستمر في الأنظمة القائمة يتطلب استثمارًا ضخمًا والتغيير.

باختصار، رغم أن التيار المستمر له مزاياه في بعض السيناريوهات المحددة، فإن التيار المتناوب لا يزال الخيار الرئيسي في نطاق واسع من شبكات نقل الطاقة بسبب دعمه للمحولات وانخفاض خسارة الطاقة والبنية التحتية الموجودة. ومع ذلك، ومع تطور التكنولوجيا، يحظى نقل التيار المستمر باهتمام متزايد في مجالات محددة مثل متطلبات كفاءة نقل الطاقة، مثل شحن السيارات الكهربائية وبعض التطبيقات الصناعية.