„Űrtechnológia” az áramátvitelben

A világ első hibrid átviteli hálózata Dánia és Németország közt.

Ha bedugunk az otthoni fali konnektorba bármilyen elektromos fogyasztót, 230 Volt feszültségű és 50 Hertz frekvenciájú áramot kap a hálózatból. Ez természetesnek tűnik mindenkinek, de az már kevésbé, hogyan jut az erőműtől a konnektorig az áram, azt hogyan szabályozza a rendszerirányító, hogy minden pillanatban a megszokott, állandó feszültség és frekvencia álljon rendelkezésre. Mert ha például nő a terhelés a hálózaton, akkor vagy a feszültség esik le, vagy pedig az erőművek turbinái a terhelés hatására lassulni kezdenek, és eltér az ideális 50 Hz frekvenciától, ami bizony kalamajkákhoz vezet.

„Űrtechnológia” az áramátvitelben | ClimeNews - Hírportál

Ennek kiküszöbölésére a rendszerirányító folyamatosan figyeli a rendszer terhelését, a nem szabályozható szél- és naperőművek termelését, a nehezen, lassan szabályozható atom- és szénerőműveket és gyorsan szabályozható gázerőművekkel, vízerőművekkel, akkumulátoros tározókkal és import vagy export árammal állítja be a kívánt feszültséget és frekvenciát. Egy másik lehetőség a szabályozásra, hogy az áram pillanatnyi eladási árán keresztül „jelzi” a fogyasztók felé, hogy éppen hiányzik a rendszerből vagy túlkínálat van. Ez akár viszonylag pontos előrejelzéssel is lehetséges néhány órára-napra, a nagy iparvállalatok szinte kizárólag így vásárolnak áramot, és azokat a folyamatokat, amelyek sok áramot igényelnek, akár el is halaszthatják, vagy előbbre hozzák az áram ára függvényében, sőt, a rendszerirányító felé közlik a várható fogyasztásukat.

„Űrtechnológia” az áramátvitelben | ClimeNews - Hírportál

Például egy sok megawattos fogyasztású elektromos indukciós acélolvasztó kemencét később kapcsolnak be, ha nagy a rendszer terhelése és magas az áram ára. Ezt egyébként alkalmazni lehetne háztartásokban is, például a nagy fogyasztók (mélyhűtő, mosógép, elektromos fűtés) ki-bekapcsolása hozzáidomítható megfelelő (filléres árú) automata elektronikával az áram árához. Ez részben meg is valósul az úgynevezett „vezérelt” (éjszakai) áramra kapcsolt fogyasztókkal, mint a villanybojler. A rendszer természetesen annál stabilabb, annál könnyebben kiegyensúlyozható, minél több erőmű (termelő) csatlakozik hozzá, minél nagyobb a mérete, mert annál kevésbé „érzi meg” egy-egy új elektromos fogyasztó be- illetve kikapcsolását. Ezért hasznos a közeli országok elektromos hálózatainak az összekapcsolása.

Sajnos az elektromos áram szállítása veszteségekkel is jár, a hagyományos hálózatokban ezt három fázison, nagyfeszültségű vezetékekkel oldják meg. A feszültség emelése azonban nem folyhat a végtelenségig, hiába tartozik kétszeres feszültséghez fele akkora veszteség azonos vezeték keresztmetszet mellett, technikai korlátai vannak a feszültség emelésének. Ezért általában a gerincvezetékek 400.000 Volt feszültségen, váltóárammal üzemelnek.

A váltóáram feszültség-átalakítása 1885 óta megoldott, amikor Déri Miksa, Bláthy Ottó Titusz és Zipernowsky Károly szabadalmaztatta a transzformátort.

Váltóáram-egyenáram átalakítás veszteségekkel jár, mégis, nagytávolságú átvitel esetén a nagyfeszültségű egyenáramú átviteli hálózat (HVDC) rendszerek olcsóbbak és alacsonyabb az elektromos veszteségük a váltakozó áramú rendszerekhez képest. Víz alatti tápkábelek esetén a HVDC kiküszöböli a kábelek kapacitásának feltöltéséhez és kisütéséhez szükséges nagy áramokat. Rövidebb távolságokon az egyenáramú átalakítóberendezések költsége magasabb az AC (váltóáramú) rendszerekhez képest, így rövidebb távolságokon nem szorította ki az AC rendszert. A HVDC jelenleg 100 kV és 800 kV közötti feszültséget használ, de Kínában 2019 óta már 1 100 kV-os feszültséggel is működik.

Az egyenáramú átvitelnek további előnyei is vannak: A HVDC lehetővé teszi a nem szinkronizált váltakozó áramú átviteli rendszerek közötti energiaátvitelt. Mivel a HVDC összeköttetésen keresztüli teljesítményáram a forrás- és a fogyasztó közötti fázisszögtől függetlenül szabályozható, stabilizálhatja a hálózatot a gyors teljesítményváltozások okozta zavarok ellen. A HVDC lehetővé teszi a különböző frekvenciákon, például 50 Hz-en és 60 Hz-en futó hálózatok közötti energiaátvitelt, így javítja az egyes hálózatok (országok) stabilitását és gazdaságosságát.

Németországban például komoly probléma, hogy az északi parti és tengeri szélfarmok által termelt nagy mennyiségű áramot hogyan juttassák el a jelentős fogyasztású déli szövetségi államokba. Ennek feloldására külön törvényt alkottak, mely meghatározza az így létesítendő, első sorban HDVC kábelek fektetését.

„Űrtechnológia” az áramátvitelben | ClimeNews - Hírportál

A németek a dánokkal karöltve azonban „szintet léptek”, a két ország között egy olyan hibrid egyenáramú átviteli rendszert hoztak létre, amely felfűz két német és egy dán tengeri szélerőműparkot is. A Kombinált Hálózati Megoldást (Combined Grid Solution – CGS) kedden avatták fel az 50Hertz német átvitelirendszer-üzemeltető és a dán Energinet rendszerüzemeltető együttműködésével. Peter Altmaier, a német szövetségi gazdasági miniszter úgy nyilatkozott „a projekt világítótoronyként európai határon átnyúló együttműködést valósít meg tengeri szélenergia területén”.

A 300 millió eurós CGS határokon átnyúló kapcsolatot hoz létre Németország és Dánia között, valamint összeköti Dánia építés alatt álló 605 MW teljesítményű Kriegers Flak tengeri szélerőműparkját a Balti-tengeren található két befejezett német tengeri szélerőműparkkal – a 48,3MW-os Baltic 1-el és a 288MW-os Baltic 2-vel.

A szárazföldi átalakító infrastruktúra összekötőként szolgál mind a három tengeri szélerőműpark szárazföldi hálózati csatlakozásaként – amely a tengeri szélerőművek által termelt energiát a partra hozza és beépíti az országos hálózatba és az országok közti átvitelt is szolgálja.

„Ezzel a projekttel az 50Hertz és az Energinet úttörő szerepet játszik a tengeri szélerőművek hatékony integrálásában a határokon átnyúló európai villamosenergia-piacba” – mondta Stefan Kapferer, az 50Hertz vezérigazgatója.

„Számos hatékony lehetőséget kínál számunkra az átviteli hálózatok frekvenciájának és feszültségének kiegyensúlyozására, a megújuló energiaforrások integrálásának rugalmasabb kezelésére és a teljes rendszer stabilitásának növelésére”.

„Ezért a CGS elengedhetetlen része annak a stratégiának, hogy 2032-ig megújuló energiával fedezzük a hálózatunk területén a villamosenergia-igény 100%-át. Ezenkívül a projekt jelzés értékű az európai balti térség az energiaszektora számára.”

A projekt világelső jellegén túl a CGS-nek is meg kellett küzdenie a technológiai kihívásokkal is. A kelet-dániai és németországi átviteli hálózatok nincsenek szinkronizálva, ami szükségessé tette egy kettős átalakító (vagy back-to-back átalakító) felépítését a Rostock melletti Bentwisch alállomáson, amely az érkező váltakozó áramot (AC) egyenárammá alakítja (DC) és azonnal ismét váltakozó árammá. Ez az egyetlen módja annak, hogy biztosítsuk a zökkenőmentes villamosenergia-áramlást Dánia és Németország között.

Mivel a Kriegers Flak-ot várhatóan a jövő év folyamán üzembe helyezik, 600 MW teljesítménye az ország legnagyobb szélerőműparkjává teszi. A Kriegers Flak integrálása a CGS-be további segítséget nyújt Dániának az ambiciózus cél eléréséhez, hogy 2030-tól 100%-ban megújuló energiával működjön.

„Az úttörő projekt a társadalom többi részének szén-dioxid-mentesítése szempontjából is fontos építőelemet jelent. A szélenergiának és a napelemeknek a közeljövőben le kell cserélnie az autóinkban a benzint, a magán- és a távfűtésnél az olajat, a szenet és a gázt. A szél- és a napenergia által nyújtott energia pedig hosszú távon a zöld hidrogén, zöld gázok, szintetikus sugárhajtású üzemanyagok gyártásának fő összetevője lesz az ipar, a hajózás és a repülés számára.”mondta Thomas Egobo, az Energinet vezérigazgatója.

„Ezért a dán parlament úgy döntött, hogy energiaszigeteket épít a Balti-tengeren és az Északi-tengeren, és nagy kiterjedésű tengeri szélerőművekkel veszi körül őket” – tette hozzá Egebo. „Az innovatív CGS-megoldás ötvözi a tengeri szélenergiát és a rendszerösszekötőket, és úttörő példa az energiaszigetekre, valamint a hatékony és gyors zöld átmenetre.”

Valójában a CGS fontos próbapadként szolgál arra, hogyan lehet több tengeri szélerőműparkot integrálni, hogy áramot szolgáltassanak több országnak. Ez elengedhetetlen lesz az energiaszigetek valósággá válásához, amelyek észak-európai közüzemek és döntéshozók számára jelentős érdeklődésre tartottak számot.

Dánia még májusban bejelentette szándékát két mamut-energiasziget fejlesztésére, amelyek 4GW energiát juttatnak az ország hálózatába. A két energiasziget 2GW-os mesterséges szigeteként jönne létre az Északi-tengeren, ahol a kapacitása 10GW-ra bővülhet, míg a második energiaszigetet a balti-tengeri Bornholm szigetén építenék fel, amelynek kapacitása szintén 2GW.

„Dániának zöld úttörő országnak kell lennie, ezért tartjuk magunkat az előremutató éghajlati ambíciókhoz – még akkor is, ha történelmi válság közepette vagyunk” – mondta Dan Jørgensen, a dán klímaügyi miniszter.

„A világ első két energiaszigetének létrehozásával teljesen új korszakba kezdünk a dán szélkalandban. Masszívan növeljük a tengeri szél mennyiségét, és ezzel egyidejűleg a teherautók, teherhajók és repülőgépek tartályaiban is felhasználhatjuk a zöldenergiát. Bemutatunk egy olyan csomagot, amely rövid távon mindkét szektor szén-dioxid-csökkentését megvalósítja, és előkészíti az utat a jövő éghajlat-semleges Dániájának.”

Az észak-európai energiaszigetek további lökést kaptak szeptemberben, amikor az európai szállításirendszer-üzemeltetők egy csoportja találkozott, hogy akár 12GW kapacitású tengeri energetikai szigeteket fejlesszenek ki.

Az ilyen nagy kapacitású projektek integrálásához bizonyított elektromos csatlakozási technológiára van szükség, amely képes kezelni a nagy kapacitásokat, és megvalósítani az energiaszigetek azon képességét, hogy szükség esetén különböző országokba táplálják az energiát.

Lenkei Péter


Ahogy az éghajlati válság fokozódik...

...a megalapítása óta karbonsemleges módon fenntartott ClimeNews – Hírportál nem marad csendben, számára a környezettel kapcsolatos beszámolás prioritás. Az éghajlati veszélyről, a természetről és a légköri szennyezésekről szóló jelentéstétel olyan nagy hangsúlyt kap, amelyet megérdemel. A ClimeNews tudja és elismeri, hogy korunk meghatározó kérdése az éghajlati veszély. Olyan – még tabunak számító – információkat és összefüggéseket, amelyeket más médiák gyakran nem jelentetnek meg, azt mi megírjuk. A fajunk és a bolygónk számára ebben a kulcsfontosságú időben szándékunkban áll az olvasókat tudományos tényekre alapozott veszélyekről, következményekről, és megoldásokról tájékoztatni, nem politikai előítéletekre vagy üzleti érdekekre befolyásolva.

Hónapról hónapra a cikkek olvasói teszik lehetővé, hogy a ClimeNews újságírás mindenki számára nyitva maradjon. Úgy gondoljuk, hogy mindenki megérdemli a tényadatokhoz való hozzáférést, függetlenül attól, hol élnek, vagy mit engedhetnek meg maguknak. Függetlenségünk azt jelenti, hogy szabadon kivizsgálhatjuk és megtámadhatjuk a hatalomban lévő személyek mulasztásait. Tájékoztatjuk olvasóinkat a környezeti veszélyekről tudományos tények alapján, nem üzleti vagy politikai érdekek által vezérelt módon. Számos fontos változtatást végeztünk stíluskalauzunkban annak érdekében, hogy az általunk használt nyelv pontosan tükrözze a környezeti katasztrófát.

A ClimeNews - Hírportál úgy véli, hogy az éghajlati válsággal szembeni problémák rendszerszintűek, és alapvető társadalmi változásokra van szükség. Jelentéseket készítünk az egész világon élő egyének és közösségek, vállalatok erőfeszítéseiről, akik félelem nélkül állást foglalnak a jövő generációi számára és az emberi élet megőrzéséért a Földön. Azt akarjuk, hogy történeteik inspirálják a reményt. Jelentést készítünk a szervezetünkben elért haladásunkról mi is, mivel fontos lépéseket teszünk a környezetre gyakorolt ​​hatásaink kezelésére.

Reméljük, hogy ma fontolóra veszi a ClimeNews - Hírportál nyitott, független újságírás, jelentések támogatását. Az olvasók minden támogatása, akár nagy, akár kicsi, nagyon értékes. Támogasson minket szabadon megválasztott összeggel egy biztonságos rendszeren keresztül - és csak egy percig tart. Köszönjük.

ClimeNews TÁMOGATÁS

Amennyiben szeretnél értesítéseket kapni az új cikkek megjelenéséről, add meg az emailcímedet.

Mit jelent ez? Kapni fogsz egy rövid értesítést az új cikk címéről és pár mondatos rövid tartalmáról. Amennyiben érdekel a cikk, az ott található linkre kattintva felkeresheted a Hírportálunkat.