چه دلیلی برای عدم امکان انتقال برق با جریان مستقیم (DC) وجود دارد

دلایل عدم توانایی انتقال برق با استفاده از جریان مستقیم (DC)

بعضی تفاوت‌های کلیدی بین جریان مستقیم (DC) و جریان متناوب (AC) در انتقال برق وجود دارد و این تفاوت‌ها DC را در برخی موارد مناسب برای انتقال برق نمی‌کنند. در زیر چند دلیل اصلی آورده شده است:

• عدم توانایی تبدیل ولتاژ: ترانسفورماتورها قطعات اصلی سیستم‌های جریان متناوب هستند که به تبدیل بین سطوح مختلف ولتاژ اجازه می‌دهند. چون جهت جریان در جریان مستقیم ثابت است، نمی‌توان با تغییر میدان مغناطیسی مانند جریان متناوب ولتاژ را تغییر داد، که این موضوع باعث می‌شود ترانسفورماتورهای سنتی نتوانند برای انتقال جریان مستقیم استفاده شوند.

• اتلاف انرژی: هنگامی که جریان مستقیم برای فواصل طولانی منتقل می‌شود، به دلیل جریان مداوم، اتلاف انرژی زیادی رخ می‌دهد. این اتلاف عمدتاً در گرم شدن مقاومت مشاهده می‌شود، به خصوص در سیم‌ها، جریان مستقیم نسبت به جریان متناوب گرما بیشتری تولید می‌کند که محدودیت‌هایی برای کارایی جریان مستقیم در انتقال فواصل طولانی ایجاد می‌کند.

• چالش‌های فنی: اگرچه سیستم‌های HVDC مزایای منحصر به فردی دارند، مانند عدم تأثیر القایی و تداخل کمتر با خطوط ارتباطی، اما فناوری فعلی نسبتا پیچیده و گران است. علاوه بر این، محدودیت‌های فنی و مشکلات کارایی دیودها و برش‌بردارهای DC نیز عواملی هستند که از کاربرد گسترده آن‌ها جلوگیری می‌کنند.

• نیاز به تجهیزات: بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی و طراحی‌های مداری برای جریان متناوب بهینه‌سازی شده‌اند و استفاده از جریان مستقیم ممکن است نیاز به تجهیزات تبدیل اضافی، مانند ریکتیفیکتورها و انورترها داشته باشد که پیچیدگی و هزینه سیستم را افزایش می‌دهد.

• سنت‌های تاریخی و استانداردها: صنعت برق به مدت طولانی مجموعه‌ای از استانداردها و زیرساخت‌هایی بر اساس AC ایجاد کرده است، از جمله طراحی شبکه، ساخت و نگهداری زیرстан‌ها، که باعث می‌شود تبدیل به مقیاس گسترده به DC در سیستم‌های موجود نیاز به سرمایه‌گذاری و تغییرات عظیمی داشته باشد.

در نتیجه، اگرچه DC در برخی سناریوهای خاص مزایایی دارد، AC به دلیل حمایت ترانسفورماتورهای منحصر به فرد، اتلاف انرژی کم و حمایت از زیرساخت‌های موجود، همچنان انتخاب غالب در شبکه‌های گسترده انتقال برق است. با این حال، با پیشرفت فناوری، انتقال DC در زمینه‌های خاصی مانند نیازهای کارایی انتقال برق، مانند شارژ خودروهای الکتریکی و برخی کاربردهای صنعتی، توجه بیشتری می‌یابد.