С точки зрения повышения энергоэффективности наиболее перспективной областью является именно передача электроэнергии, а не ее производство или распределение. На сегодняшний день существует немало технологий, которые позволяют уменьшить потери электроэнергии при ее передаче, но еще больше перспективных разработок будут реализованы в ближайшие несколько лет. Рассмотрим наиболее интересные из них.
1. HVDC - HVAC
Как правило, высоковольтные ЛЭП являются линиями переменного тока (HVAC).
Однако ЛЭП постоянного тока (HVDC) имеют некоторые преимущества:
- уменьшение потерь электроэнергии на 20-30%;
- пропускная способность линии увеличивается в несколько раз при том же напряжении;
- возможность более точного контроля электроэнергии.
По финансовым причинам высоковольтные ЛЭП постоянного тока использовались только для магистральных трасс, в частности, построенные еще в СССР ЛЭП постоянного тока напряжением 800 кВ.
Разработанная инженерами компании АВВ технология передачи электроэнергии HVDC Light делает экономически целесообразным строительство линий постоянного тока и на значительно меньших расстояниях.
2. Гибкие системы передачи переменного тока
Так называемые гибкие системы передачи переменного тока (FACTS) позволяют существенно улучшить эффективность передачи электроэнергии. Основным преимуществом этих систем является увеличение нагрузки ЛЭП на 20-40%, что стало возможным благодаря стабилизации напряжения. Также системы FACTS значительно увеличивают и надежность работы ЛЭП.
3. Подстанции на основе КРУЭ
Как правило, подстанция включает в себя достаточно большое количество оборудования. Поэтому, когда ток проходит через трансформаторы, распределительные устройства и другие оборудование, теряется значительное количество энергии. Особенно это касается низковольтных линий. В итоге повышение напряжения линии позволяет существенно уменьшить потери электроэнергии.
Подстанции, включающие в себя элегазовое оборудование, помещают его в закрытый металлический кожух. Изнутри кожух заполнен инертным газом, что позволяет размещать оборудование более компактно без риска искрения. Подобная «миниатюризация» позволяет поместить подстанцию в подвале или другом небольшом помещении, и передавать электроэнергию высокого напряжения.
4. Сверхпроводящие материалы / кабели HTS
Сверхпроводники (superconductors) – материалы, которые при экстремально низких температурах проводят электрический ток с сопротивлением, практически равным нулю. О сверхпроводимости известно достаточно давно, но пока что этот эффект далеко не всегда получается использовать. На данный момент перспективной разработкой являются высокотемпературные сверхпроводящие кабели (HTS). По сравнению с обычными кабелями они способы передавать в разы большую мощность, хотя и требуют постоянного охлаждения.
Таким образом даже если учитывать затраты энергии на охлаждение HTS, их энергоэффективность намного выше. Производители HTS утверждают, что потери электроэнергии в кабелях HTS находятся на уровне 0,5%, тогда как в обычных кабелях уровень потерь может достигать 8%.
Также существуют определенные перспективы в использовании сверхпроводников как заменителя меди в обмотках трансформаторов. Это позволит уменьшить потери электроэнергии приблизительно на 60-70%.
