如何降低电力传输成本.docx
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1、如何降低电力传输成本有利于太阳能发电场和风力发电场的区域通常距岗大城市500至2000公里,如下面的太阳能图和风图所示。此外,太阳能和风能是“间歇性的”,这意味着它们会随时间变化,并且以无法控制的方式发生变化。出于这两个原因,我们希望能够以低成本传输大星电力、长距离传辘。图I:光伏发电潜力的长期平均值图2:风平均速度超级网格理论上,一个新的输电网络可以将许多遥远的太阳能发电场、风力发电场、水电大坝、核电站和人I稠密地区连接在一起。如果一个地区没有风或晴天,那么另一个产能过剩的地区可能会提供梢助。这通常被称为“超级网格”,并I1.已经编写了多个提案。例如,美国的项提案将风能从该国的中心向外转移,
2、如下图所示。欧洲的一项提案从北非转移太阳能,从大西洋转移风力,如下左图所示。中国目前在长距离输送大量电力方面处于领先地位,并且安装的超施压电力线数舟超过任何其他国家(例如8GWe.+800kVDC或1000kVAC)4超级电网挑我超级网格涉及多重挑战:大陆大小的天气模式偶尔会导致许多太阳能发电场和许多风电场的电力减少。一种补救措施是在太阳能和风能充足的情况卜填补闲置的发电量:然而,维护它是昂贵的。另个补救措施是严重依赖聚光太阳能加熔盐储存加碳基燃料,它可以提供24X365的电力:然而,这也很昂货。我们仍然需要绿色源加传输,成本低于接近消费者的碳选项:否则,社区将继续燃烧附近的廉价煤炭和天然气。
3、上述挑战令人生畏:然而,随着成本的显着降低,工程娅们或许能够让超级电网发挥作用。100年来,输电直承受着降低成本的压力。因此,脱碳工程师能否进步降低电力行业已经在做的事情之外的传输成本似乎值得怀疑:除井关健部件因产量小而未批注生产,或因太或杂而未开发专用设备.高压交流与直流电力可以以高压交流或直流形式传输:每种都有其优点和缺点。AC更轻松地支持沿线多个低成本分接头:而K在源和消费者、地下电缆和长距离(即不受线路包案的影响)的不同正弦波情况下效果更好。有人可能会提倡在两端使用转换电子设备运行2000公里的直流线路;然而,在许多情况下,电力公司更喜欢交流输电,沿途有多个来源和消费者,他们通过相对低
4、成本的变压器接入。如果想让直流超越交流,就需要降低转换电子的成本,开发低成本的抽头,如F图所示。图4:成本移动异常大:的电力左下角的两张照片显示了8根电缆束,比右下角所示的典型3根电缆束大得多。为传输大功率,人们可能会在两个大束之间放置约160万伏特的电压,而每束内电缆之间的电压为约0伏特。下图所示的工人在无动力施工期间没有受到伤害。图5:工人支撑全捆的塔需要坚固,支掾非常高电压的塔需要高;因此,传输大量能量的塔很可能很高、很结实、又大又重。例如,如果将8根5厘米(2英寸)直径的1500安培铝电缆放在一束中,两束之间的电压为1,600kVDC(800kVDC),则可以在2000公里的距离内移动
5、19.2GWe,例如功率损耗为5.2%.如果塔每0.8公里间隔,它们每个将通过电缆支撑70公吨的重信,电缆原料铝的总成本将是4.6亿美元,例如2.62美元/公斤。如果每座塔克200公吨,钢材成本为500美元/吨,那么每座塔符需要10万美元的原钢。如果非钢塔成本为每塔40万美元,而每条线路需要2.500个塔,那么每条线路的塔总成本为1.25B美元。如果其他成本为每条线路$2.5B,那么每条传输线的总成本将为M.2B,计算为S0.21Wattf这是合理的($4.2B/19GWe).全球超皴网格我们现在将运行些数字来了解全球超级电网的成本。正如解决气候变化问题需要知道的10件事中所述,世界每年消耗大
6、约56,000TWh的能源,如果使用40%的时间,这相当于16,000GWe,平均而言(56,OOO*1.e1.2/(24小时*365天)/(1.e9*40%),如果在19GWe的大型传输线中移动这种能量,则需要830条线路,例如16,000GWe/19GWe).如果在全球范围内建设超过20年,每年将建设41条新线路832条线路/20年):例如,美国为7年(28亿美元/年),中国为10年(42亿美元/年),欧洲为6年(24亿美元/年)下面显示的是全球超级电网的计算,该电网通过19Gwe2000公里的大型输电线路转移当今的能源消耗.要更清楚地看到这一点,请单击图片。如果您想插入自己的数字,请上翁
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