การประยุกต์ใช้สายเคเบิลไฟฟ้ากระแสตรงแรงสูงสำหรับระบบพลังงานในโครงการพลังงานหมุนเวียน

เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงระดับโลกไปสู่การลดการปล่อยคาร์บอนกำลังเร่งตัวขึ้น ประสิทธิภาพของการส่งกระแสไฟฟ้าจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง สำหรับผู้จัดการจัดซื้อและวิศวกรโครงการ การเลือกสื่อส่งกระแสไฟฟ้าที่เหมาะสมคือความแตกต่างระหว่างโครงข่ายพลังงานที่มีกำไรสูงกับโครงข่ายที่ประสบปัญหาการสูญเสียในสายส่งและการหยุดซ่อมบำรุง หัวใจสำคัญของการยกระดับโครงสร้างพื้นฐานนี้คือ...สายเคเบิลแรงดันสูง DC สำหรับระบบพลังงาน.

โดยเฉพาะอย่างยิ่งสายเคเบิล DC 75kVได้กลายเป็นโซลูชันที่ลงตัวที่สุด โดยสามารถสร้างสมดุลระหว่างกำลังการส่งพลังงานมหาศาลกับขนาดพื้นที่ติดตั้งและต้นทุนการติดตั้งที่จัดการได้

ในคู่มือฉบับนี้ เราจะสำรวจการใช้งานหลัก ๆ ของสายเคเบิลแรงดันสูง 75kVบทบาทของระบบส่งไฟฟ้าแรงสูงกระแสตรงในโครงการพลังงานหมุนเวียนสมัยใหม่ หน้าที่สำคัญของระบบนี้ในวิศวกรรมอุตสาหกรรมขั้นสูง และแนวโน้ม 5 ปีข้างหน้าที่จะกำหนดอนาคตของระบบส่งไฟฟ้าแรงสูงกระแสตรง

สายเคเบิลกระแสตรง 75kV คืออะไร?

สำหรับใช้อ้างอิงอย่างรวดเร็ว:เอสายเคเบิลกระแสตรง 75kVสายเคเบิล DC เป็นท่อส่งไฟฟ้าเฉพาะที่ออกแบบมาเพื่อส่งกระแสไฟฟ้าตรง (DC) ที่แรงดัน 75,000 โวลต์ แตกต่างจากสายเคเบิลกระแสสลับ (AC) ทั่วไป สายเคเบิล DC ไม่ประสบปัญหาจากกระแสประจุสะสม ทำให้สามารถส่งพลังงานปริมาณมากในระยะทางไกลมากโดยมีการสูญเสียพลังงานน้อยที่สุด

ประโยชน์หลักๆ ได้แก่:

• ลดการสูญเสียพลังงานในการส่งได้สูงสุดถึง 30% ในระยะทางไกล เมื่อเทียบกับระบบไฟฟ้ากระแสสลับ (AC)

• ใช้ตัวนำน้อยลง (โดยทั่วไปคือสองขั้ว)

• ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อโครงข่ายไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสได้

• ฉนวนกันความร้อนที่มีความยืดหยุ่นสูง (มักเป็น XLPE ขั้นสูง) สำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

การประยุกต์ใช้งานที่สำคัญในโครงการพลังงานหมุนเวียน

การบูรณาการแหล่งพลังงานหมุนเวียนเข้าสู่ระบบโครงข่ายไฟฟ้าของประเทศก่อให้เกิดความท้าทายทางภูมิศาสตร์ที่ไม่เหมือนใคร กล่าวคือ สถานที่ที่ดีที่สุดสำหรับฟาร์มกังหันลมและฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์นั้นมักจะไม่ใกล้กับเมืองที่ใช้พลังงานเหล่านั้น นี่คือจุดที่...สายเคเบิล DC แรงดันสูงสำหรับส่งกำลังไฟฟ้ากลายเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง

1. การบูรณาการฟาร์มกังหันลมในทะเล

กังหันลมในทะเลกำลังถูกติดตั้งไกลออกไปในทะเลมากขึ้น เพื่อดักจับลมที่แรงและสม่ำเสมอกว่าเดิม สายเคเบิลไฟฟ้ากระแสสลับแบบดั้งเดิมมักประสบปัญหาการสูญเสียพลังงานอย่างมากเมื่อใช้งานในระยะทางไกลใต้น้ำสายเคเบิล DC 75kVสายเคเบิลนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการส่งออกพลังงานไปยังแผงโซลาร์เซลล์ขนาดกลางถึงขนาดใหญ่ในทะเล ช่วยส่งผ่านพลังงานจากสถานีแปลงไฟฟ้าในทะเลไปยังโครงข่ายไฟฟ้าบนฝั่งได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้ผู้บริโภคปลายทางได้รับพลังงานสูงสุด

2. โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่

ฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ มักครอบคลุมพื้นที่หลายพันเอเคอร์ในทะเลทรายห่างไกลหรือพื้นที่แห้งแล้ง โดยการใช้ประโยชน์จาก...สายเคเบิลแรงดันสูง DC สำหรับระบบพลังงานนักพัฒนาสามารถสร้างโครงข่ายรวบรวมไฟฟ้ากระแสตรงขนาดใหญ่ที่ช่วยลดความจำเป็นในการใช้เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้ากระแสสลับ/กระแสตรง (AC/DC) ราคาแพงหลายเครื่องที่กระจายอยู่ทั่วพื้นที่ พลังงานจะถูกรวบรวมและส่งไปยังโครงข่ายไฟฟ้าหลักอย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้ผลตอบแทนจากการลงทุน (ROI) ของโครงการพลังงานแสงอาทิตย์สูงสุด

3. ระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่

เนื่องจากพลังงานหมุนเวียนไม่ต่อเนื่อง การจัดเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ในระดับโครงข่ายจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง แบตเตอรี่โดยธรรมชาติแล้วจะเก็บและจ่ายกระแสตรง การใช้แบตเตอรี่สายเคเบิลแรงดันสูง 75kVการเชื่อมต่อชุดแบตเตอรี่ขนาดใหญ่เข้ากับสายส่งไฟฟ้ากระแสตรงโดยตรง ช่วยลดการสูญเสียจากการแปลงพลังงาน ทำให้ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานโดยรวมของระบบจัดเก็บพลังงานเพิ่มขึ้น

สายเคเบิล 75kV สำหรับอุปกรณ์อุตสาหกรรมและวิศวกรรมไฟฟ้า

นอกเหนือจากระบบโครงข่ายไฟฟ้าแล้ว ยังมีความต้องการพลังงานที่มีความเสถียรและมีกำลังการผลิตสูงอย่างมหาศาลในอุตสาหกรรมหนักและการผลิตเทคโนโลยีขั้นสูง

การผลิตที่มีความแม่นยำสูงขั้นสูง

ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดเจนคืออุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ โรงงานผลิตเซมิคอนดักเตอร์รุ่นใหม่ (fabs) อาศัยอุปกรณ์ที่มีความไวสูงและใช้พลังงานมาก เช่น เครื่องจักรโฟโตลิโทกราฟีด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตแบบเข้มข้น (EUV) ระบบขนาดใหญ่เหล่านี้ต้องการแหล่งจ่ายไฟที่เสถียรและไร้ที่ติอย่างเหลือเชื่อเพื่อรักษาความแม่นยำระดับนาโนเมตรสายเคเบิล 75kV สำหรับอุปกรณ์อุตสาหกรรมโดยทั่วไปจะถูกนำมาใช้ภายในโครงสร้างพื้นฐานสถานีไฟฟ้าย่อยเฉพาะที่ของโรงงาน เพื่อลดแรงดันและกระจายพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูงที่สะอาดหมดจดไปยังหน่วยจ่ายไฟ (PSU) เฉพาะที่ของเครื่องจักรที่สำคัญเหล่านี้

วิศวกรรมไฟฟ้าหนัก

ในฐานะสายเคเบิลแรงดันสูงสำหรับงานวิศวกรรมไฟฟ้าแรงดันไฟฟ้า 75kV มักใช้ในงานต่อไปนี้:

• การติดตั้งระบบไฟฟ้าในทางรถไฟ:จัดหาพลังงานหลักให้กับเครือข่ายรถไฟความเร็วสูง

• การดำเนินงานเหมืองแร่:ใช้ในการจ่ายพลังงานให้กับเครื่องเจาะใต้ดินขนาดใหญ่และระบบลำเลียงในพื้นที่จำกัด และจำเป็นต้องลดผลกระทบจากแรงดันไฟฟ้าตก

• ศูนย์ข้อมูล:ศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่กำลังหันมาพิจารณาใช้โครงข่ายไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันปานกลางถึงสูงมากขึ้น เพื่อลดการสูญเสียจากหม้อแปลงลดแรงดันและปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวม (PUE)