直流電（DC）を使用して電力を送電できない理由は何ですか

直流（DC）で電力を送電できない原因

直流（DC）と交流（AC）の間には、電力送電においていくつかの重要な違いがあり、これらの違いにより、ある場合にはDCが適さないことがあります。以下に主な理由をいくつか挙げます。

• 電圧変換能力の欠如:トランスは交流システムの中心的な部品であり、異なる電圧レベル間での電力変換を可能にします。直流の電流方向は一定であるため、磁場を変化させて電圧変換を行うことができず、従来のトランスは直流の送電に適用することができません。

• エネルギー損失:長距離で直流を送電すると、電流が継続的に流れることによって大きなエネルギー損失が発生します。この損失は主に抵抗の熱生成、特にワイヤーにおけるもので、直流の方が交流よりも多くの熱を生成し、長距離送電における効率を制限します。

• 技術的課題:HVDCシステムは誘導効果がないことや通信線への干渉が少ないなどの独自の利点がありますが、現在の技術は比較的複雑かつ高コストです。さらに、DCスイッチや遮断器の技術的制限と効率問題も、その広範な応用を妨げる要因となっています。

• 設備要件:多くの電子機器や回路設計は交流に対して最適化されており、直流を使用する場合、整流器やインバータなどの追加の変換装置が必要となり、システムの複雑さとコストが増加します。

• 歴史的な伝統と標準:電力産業では長い間、ACに基づく一連の標準とインフラが確立されており、これには電力網の設計、変電所の建設および維持管理などが含まれます。既存のシステムで大規模なDCへの転換を行うには、莫大な投資と変更が必要となります。

要するに、特定のシナリオではDCにも利点がありますが、独特のトランスサポート、低いエネルギー損失、および既存のインフラサポートにより、広範な電力送電ネットワークではACが依然として主流の選択肢となっています。しかし、技術の進歩とともに、電気自動車の充電や特定の工業アプリケーションなど、効率要求のある特定の分野でDC送電がますます注目されています。