Енергомережі в Німеччині вже сьогодні завантажені практично до межі. Тепер німецькі інженери запропонували підвищити їх потужність, передаючи постійний струм паралельно з перемінним.
Енергетика в Німеччині переживає нелегкі часи. Для транспортування на південь країни тієї електроенергії, що у все більших кількостях виробляється офшорними вітросилові установками в Північному і Балтійському морях, потужностей існуючих сьогодні ліній електропередачі вже не вистачає. А тут ще відразу кілька енергетичних компаній ведуть будівництво ряду великих вугільних електростанцій - і теж, як на зло, переважно на півночі країни. Це додатково збільшить навантаження на енергомережі, які і так працюють практично на межі своїх можливостей. Таким чином, потреба в нових високовольтних лініях електропередачі стає все гостріше, проте їх прокладка потребуватиме чимало часу і величезних витрат - від 20 до 40 мільярдів євро, - не кажучи вже про такі супутніх труднощах як, скажімо, протести місцевого населення проти сусідства з високовольтними дротами.
"Ультра-мережа" - проект створення гібридної ЛЕП
І ось тепер інженери компанії Amprion, яка володіє найбільшою в Німеччині мережею високовольтних ліній електропередачі загальною протяжністю в 11 тисяч кілометрів, запропонували технічне рішення, яке в разі успіху обіцяє чималу економію часу і коштів і позбавляє від довгих дискусій з місцевими жителями. Суть ідеї полягає в переобладнанні існуючих високовольтних ліній таким чином, щоб по кабелях, що висить з одного боку опор, продовжувати передавати змінний струм, а кабелі, що висять з іншого боку, використовувати для транспортування постійного струму.
Постійна складова у змінному струмі, змінна - в постійному
Взагалі-використовувати одну і ту ж повітряну лінію електропередачі, одні й ті ж опори і траверси для паралельної транспортування постійного і змінного струму не рекомендується, визнає інженер: "Звичайно, там неминуче виникає відоме взаємодія між ланцюгами змінного і постійного струму - і індуктивна зв'язок, і емкостная ".
Це означає, що змінний струм, нехай і вкрай слабкий, все ж таки потрапить за рахунок магнітного поля на провідник постійного струму. Поява змінної складової в контурі постійного струму - ефект небажаний, але він, принаймні, легко може бути розрахований, оскільки відомий. Гірше справа йде з омічний зв'язком. Бартош Русек пояснює: "Омічні зв'язок - це, скажімо так, протікання дуже слабкого постійного струму в напрямку провідника змінного струму ".
Явище пов'язане з іонізацією повітря, при цьому постійний струм використовує два шляхи: по-перше, по поверхні ізоляторів, траверси і опори, а по-друге, безпосередньо по повітрю у формі газового розряду. У результаті в контурі, призначеному для змінного струму, з'являється "Домішка" постійного струму. "Цей ефект вкрай небажаний, тільки якщо сила іонного струму досягає дійсно великих значень, - каже Бартош Русек. - Справа в тому, що присутність постійної складової в контурі змінного струму викликає підвищений механічний знос трансформаторів ".
Перші експерименти вселяють надію на успіх
Проте визначити, наскільки сильною виявиться на практиці Омічні зв'язок і як вона вплине на використовуване сьогодні обладнання ЛЕП, можна було тільки досвідченим шляхом. "Тут ми зіткнулися з серйозною проблемою, тому що в нашій енергомережі практично немає повітряних ліній електропередачі, вільних для таких експериментів ", - нарікає Бартош Русек. І все ж один підходящий ділянку протяжністю в два кілометри вдалося знайти. Він був прокладений до вугільної електростанції Datteln-4, однак її будівництво поки заморожено, що і дозволило фахівцям компанії Amprion провести всі потрібні виміри.
Перші результати представляються багатообіцяючими, говорить технічний керівник проекту "Ультра-мережа": "Ми встановили, що вплив постійного струму на протікає паралельно змінний струм може бути дуже незначним - якщо, звичайно, дотримуватися певних правил. Насамперед, провідники постійного і змінного струму повинні бути рознесені на достатню відстань ".
Звичайно, фахівці компанії розуміють, що їм належить виконати ще цілий ряд додаткових експериментів і досліджень, але вірять, що вже в 2017 році зможуть почати будівництво відповідних перетворювальних підстанцій.
