Egyenáram – az innovatív ötlet (1. rész)

2Q0A5663

Ha az energiaszektorban kezdődő új időszámításról van szó, legtöbbször az energetikai fordulatra gondolunk, a megújuló energiaforrásokra való átállásra. Mindeközben azonban kirajzolódik egy másik energetikai fordulat is: az egyenáram előnyben részesítése a váltóáram helyett. A jövő egyenáramon alapuló energiaellátása figyelembe veszi a mindennapi áramfogyasztás változásait és a kutatás, fejlesztés és átállás területén jelentkező óriási kihívások ellenére sok szempontból rengeteg előnyt jelent.

 

Kevesebb átalakítási veszteség

A jelenlegi energiatermelési struktúra nagy erőművek generátoraira támaszkodik, az energiát váltófeszültségű áramhálózaton osztják szét. A fenti, központosított szerkezetből fakadó eljárás már nem illeszkedik a hálózatba kívánkozó sok decentrális áramfejlesztőhöz, pl. a napelemes berendezésekhez, melyek egyenáramként biztosítják az energiát; vagy az akkumulátortöltőkhöz, melyek például az elektromos autók parkolása során az energiát visszatáplálják a hálózatba. Mivel a váltóáramról egyenáramra történő átalakítás veszteséggel jár, az egyenáram már a termelési oldalon is jelentős előnyökkel jár.

 

Hatékonyabb átviteli módok

A megújuló energiaforrások esetén az áramot leginkább a termelés helyén hasznosítják. Az egyenáram mellett szól az is, hogy az alacsony energiavesztességgel működő váltóáramú hálózat előnyei nem érvényesülnek. Nagy távolságok esetén az átviteli veszteségek is növekednek. Így például Kínában nagyfeszültségű egyenáramú átviteli hálózatokat (NEH) terveznek, de Németországban is létre kívánnak hozni NEH-nyomvonalakat, melyek a tengerpartokon termelt szélenergiát délre vezetik. Közel 400 kilométer hossztól kezdve az alacsonyabb energiaveszteség miatt már megéri a NEH-összeköttetés – a kiépítés közel kétszeres költsége mellett.

 

A hatásfok növelése

Az egyenáramra való átállás legnagyobb előnye azonban az energiafogyasztásban rejlik. A teljes hatásfok, mely a legutóbbi becslések szerint 56 százalékra süllyedt, így tovább emelkedhet. Korábban az elektromos energia harmada elveszett az erőművektől a váltóárammal működtetett porszívókig és izzókig vezető úton. Ma a váltóáramot a pl. napenergia telepekről érkező egyenáramról való átalakítás után a felhasználó számítógépéhez, LCD-tévéjéhez vagy okostelefonjához vissza kell alakítani egyenárammá. Két, veszteséget termelő folyamat.

 

Komoly megtakarítási potenciál az iparban

Ezekkel a veszteségekkel az iparnak is meg kell küzdenie, mely Németországban a nettó áram 48 százalékát fogyasztja – ennek 70 százaléka csak az elektromos meghajtásoké. Az energia egy tizede azonnal megspórolható volna az elektromos hajtások révén. Tovább lehetőség rejlik az elektronikus fordulatszám-szabályozásban, ahol a megtakarítási potenciál közel 30 százalék. Továbbá ha a fordulatszám-szabályozáshoz használt frekvenciaátalakítók egyenárammal működnének, további átalakítási veszteségek is eltűnhetnek. Az egyenfeszültségen való működés nem csak alacsonyabb átalakítási veszteségekkel járna. További előnyei az energiahálózatok nagyobb stabilitása a csökkentett felharmonikusok miatt, a megújuló, decentralizált energiaforrások egyszerűbb bevonása és az energia-visszanyerés (például fékenergia és akkumulátorokban való tárolás). Így az egyenáramú technológia olyan költségmegtakarítást ígér, ami által az átállás költsége gyorsan megtérülne.