L'avenir des systèmes d'alimentation CC?

Au début du XXe siècle, des débats acharnés entre spécialistes sur les avantages et les inconvénients de l'utilisation de circuits à courant continu et alternatif pour l'alimentation. Il se trouve que la préférence a été donnée aux circuits alternatifs triphasés. Les industriels, calculant le volume des coûts d'investissement pour la création de systèmes d'alimentation électrique, ont choisi, semble-t-il, l'option la plus optimale.

Le rôle déterminant dans l'omniprésence des réseaux triphasés AC a été joué par la simplicité d'obtention du couple avec un nombre minimum de phases. Contre le courant continu, de tels arguments ont été avancés comme le coût élevé et la faible fiabilité des moteurs, la complexité de la conversion d'énergie. Mais c'était alors. Et maintenant? L'expérience pratique acquise au cours de nombreuses années du développement de l'industrie de l'énergie électrique donne, à mon avis, des résultats dévastateurs.

Le premier. Depuis le cours fondements théoriques du génie électrique Il est connu que pour transférer une puissance maximale à la charge dans des circuits à courant alternatif, la condition de résistance de source égale à la résistance de ligne et à la résistance de charge doit être remplie. Il s'ensuit que le rendement théoriquement réalisable pour les circuits alternatifs est de 33%.

Les schémas d'alimentation pratiques pour réduire les pertes de transport d'énergie impliquent un certain nombre de conversions de tension. Au moins, ce ne sont pas moins de cinq transformations, chacune utilisant son propre transformateur. Si nous prenons le rendement de chaque transformateur chargé de manière optimale égal à 0,9, alors le rendement de transformation total sera de 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 = 0,59049, et le rendement de l'alimentation - 0,33 0,59049 = 0. 1.948.617.

Étant donné que la puissance des transformateurs est sélectionnée en tenant compte des maxima matin et soir des charges, leur efficacité moyenne pondérée réelle des transformateurs est inférieure à 0,9, par conséquent, l'efficacité réelle de l'alimentation est inférieure à 0,195. Et cela sans tenir compte des courants de fuite, courants réactifsharmoniques et autres délices.

Des études menées par K.V.Yalovega dans des usines métallurgiques ont montré que sur l'arbre de la machine de travail, nous avons sous forme d'énergie utile seulement environ 2,4% de l'énergie fournie à l'arbre du générateur de la centrale électrique. Ce n'est pas un hasard si l'efficacité des éoliennes domestiques lorsqu'elles travaillent sur un seul réseau électrique atteint à peine 11%.

Le deuxième. Le même N.V. Yalovega a suggéré d'installer des enroulements combinés orthogonaux dans des moteurs asynchrones triphasés à courant alternatif, dans lesquels l'angle de décalage entre les phases a deux valeurs - 120 et 90 degrés. Il a prouvé que si une alimentation électrique à quatre phases était adoptée, la production d'électricité pourrait être réduite de trois à quatre fois avec le même robot utile.

L'utilisation généralisée de moteurs à induction à enroulements orthogonaux réduirait la production d'électricité de trois fois en moyenne. Cela est dû au fait qu'environ 70% de l'électricité est consommée précisément par les moteurs à induction. Ainsi, le choix d'un système de courant triphasé n'était pas, pour le moins, optimal.

Le troisième. À l'époque soviétique, un système de transmission d'énergie à courant continu réversible a été construit, reliant la centrale hydroélectrique de la Volga et la sous-station Mikhailovsky (Donbass) avec une tension de 750 kV. La pratique de fonctionnement du système a montré sa grande efficacité. Il a été prouvé que l'utilisation de courant continu pour transmettre de l'électricité sur de longues distances présente de nets avantages par rapport à un système à courant alternatif. L'efficacité dans les circuits à courant continu peut atteindre 90% ou plus. Ce n'est pas en vain que les sociétés énergétiques du Japon et des États-Unis ont tenté à plusieurs reprises d'acheter des équipements pour des sous-stations CC.

Ainsi, nous sommes tous devenus les otages de la situation actuelle dans le secteur de l'énergie. Nous sommes obligés de payer tous les frais de transport et de distribution d'énergie avec une alimentation électrique centralisée. La situation est différente lors de la création de systèmes d'alimentation autonomes. Le consommateur lui-même est libre de choisir ce qui lui convient le mieux, en courant alternatif ou continu. La seule limitation est imposée par les charges finales qui ne peuvent pas fonctionner dans les circuits CC. Mais ce n'est pas un problème aujourd'hui.

Depuis près de cent ans, la technologie de conversion a subi des changements importants, et si il y a 25 ans, les onduleurs et convertisseurs semi-conducteurs étaient la prérogative de l'industrie de la défense, ils sont aujourd'hui largement utilisés dans l'industrie et la vie quotidienne. De nombreux appareils électroménagers ont des alimentations à découpage qui peuvent fonctionner à la fois dans des circuits CA et CC.

Par conséquent, lors de la création de sources autonomes d'électricité, il est préférable de privilégier le courant continu. Cependant, dans ce cas, non sans problèmes.

Si nous dessinons un schéma complet d'alimentation autonome en utilisant un onduleur, il devient clair qu'au moins trois jonctions pn seront connectées séquentiellement dans le circuit entre la source et le consommateur. À chaque transition, la chute de tension sera d'environ 1,5 V, la chute de tension totale sera d'au moins 4,5 V. Plus les pertes restantes.

Par conséquent, lors de la création de sources d'énergie autonomes à l'aide d'onduleurs, l'utilisation de générateurs basse tension 14, 28 V n'est pas pratique. La préférence devrait être donnée aux générateurs avec une tension de sortie de 230 V, qui est standard pour les réseaux domestiques.Et s'il est possible de transférer la puissance de l'équipement en courant continu, il est préférable de ne pas le négliger.

Nous sommes arrivés à cette conclusion en développant des sources autonomes d'alimentation électrique. Il serait intéressant de connaître d'autres opinions. Il est possible qu'ils changent radicalement non seulement notre point de vue sur le problème existant.

OUI. Duyunov. A.B. Pajankov. S.I. Levachkov