MVDC: Будуќе на ефикасните и одржливи мрежи за енергија

Глобалниот енергетски пејзаж подлегува фундаментална трансформација кон „полно електрифицирано општество“, карактеризирано со широко распространета карбон-нейтрална енергија и електрификација на индустриски, транспортни и домашни натоварувања.

Во текот на денешната ситуација со високи цени на бакар, критични минерални спорови и заструвани AC енергетски мрежи, системите со средно напон премин Direct Current (MVDC) можат да надминат многу ограничувања на традиционалните AC мрежи. MVDC значително го зголемува капацитетот и ефикасноста на преносот, овозможува дубока интеграција на модерни DC базирани извори и натоварувања, намалува зависноста од критични минерали и поддржува преходите кон нискокарбонско општество.

Додека High-Voltage DC (HVDC) се користи за долгопатско, масивно пренесување на енергија, а Low-Voltage DC (LVDC) служи на крајните корисници, MVDC (1.5 kV до 100 kV) пополнува важна празнина во средноскалното распределување на енергија и интеграција на ресурси.

Клучни точки:

Бурно зголемување на потребата:
Електрификацијата на транспортот и индустриските операции, заедно со појавата на нови натоварувања со висока густина како што се податочните центри, се очекува да драматично го зголемат целокупниот барање на електрична енергија.

Широко применување на DC технологии:
Основните компоненти на модерните енергетски системи – како што се сончевите панели, аккумулаторските системи, LED осветлувањето, повеќето електронски уреди и заредувачите за електромобили – се природно DC базирани. Во традиционалните AC мрежи, ова бара неефикасна конверзија AC-DC во точката на користење.

Двојна предност: Капацитет & Ефикасност:
Системите MVDC можат да пренесат приближно двапати повеќе моќ од еквивалентната AC инфраструктура, што овозможува ажурирање на постојечки коридори и намалува потребата за нова конструкција. Губитоци на енергија во MVDC се помали од во AC системите.

Подобро интегрирање:
MVDC овозможува ефикасна интерфејс за DC технологија, вклучувајќи сончеви ферми, аккумулаторски системи, податочни центри, индустриски електролизери и заредувачи за електромобили на мегаватска скала.

Подобрен гибкост и контрола:
Потребните електронски конвертери во системите MVDC овозможуваат активно управување на мрежата, што овозможува точен контрол на потокот на моќта и напонот. Ова олеснува поврзувањето на сегменти на мрежата и подобрува качеството и стабилноста на енергијата во паралелни AC мрежи.

Подобрен одрживост на инфраструктурата:
За ист капацитет на пренос, MVDC кабловите и линиите бараат приближно половина од количеството бакар, алуминиум и челик потребни за AC системи. Слично, опремата за конверзија на моќта во MVDC бара многу помалку материјал од традиционалните AC трансформатори (напр. ~1,500 тони спротивно на ~25,000 тони по GVA).

Примените на MVDC готови да го подготват растечкиот пазар

Клучните фактори за растечкиот пазар вклучуваат:

• Системи за складирање на енергија со аккумулатори (BESS)

• Податочни центри

• Индустриски електролизери

• Заредувачи за електромобили на мегаватска скала

• Интеграција на обновливи извори на енергија

Остануваат големи пречки

Незадоволително, широко применување на MVDC се соочува со критични предизвици:

• Високи претфронтални трошоци на конвертерите и компонентите

• Нерешени технички проблеми во управувањето со грешки, потиснувањето на дуги и корозија

• Ризик од забрзано стареење на ретрофитирани AC инфраструктури под DC натоварувања

Стандардизацијата е барана

Најзначајната пречка е недостигот на комплетни стандарди за MVDC технологија, дизајн на системот и функционирање. Овој недостиг ја хемија интероперабилноста, надежноста и економската жизнеспособност. Бараат се немедијатни напори за дефинирање стандардизирана терминологија, нивоа на напон, класификација на опремата и схеми за заштита.

Заклучок

Технологијата MVDC е готова да стане основен дел од идното полно електрифицирано општество, оферувајќи значајни еколошки, економски и оперативни предности. Иако преминот кон декарбонизиран енергетски систем презента големи предизвици, MVDC овозможува поефикасно, посвободно, поодржливо и постабилно решение за мрежите на иднина.