Sabemos que ahora tenemos 50/60 Hz en nuestras paredes debido principalmente a razones históricas: hace 100 años no había formas de aumentar o disminuir la tensión de CC.
En estos días, solo tenemos problemas debido a eso: cada dispositivo vendido debe tener un límite de ~ 1 uF por 1 W de potencia antes de que sea PSU para tener suficiente potencia cuando pasamos por 0. (Este problema no existe en la potencia trifásica, pero está disponible principalmente en aplicaciones industriales solo AFAIK) + las tapas deben tener un voltaje nominal más alto para sobrevivir a los picos sinusoidales + todo este lío de PFC.
¿Es correcto decir que si tuviéramos que diseñar una red eléctrica moderna, omitiríamos la CA y solo tendríamos CC en todas partes? Por lo que veo, aumentaría significativamente la confiabilidad y reduciría el costo de muchos dispositivos.
Guy Allee de Intel Research escribió sobre este tema el año pasado -- DC - ¿Una idea cuyo momento llegó y se fue? -- en apoyo de una red de 380 V CC, con los siguientes puntos:
- 7 % de ahorro de energía frente a 415 VCA de alta eficiencia; 28 % frente a la corriente típica de 208 VCA
- 15% menos de costo de capital
- 15 % menos de componentes de fuente de alimentación
- 33 % de ahorro de espacio en el centro de datos
- Mejora de la confiabilidad del 200%, que llega al 1000% si conecta directamente el bus de la batería
- Eliminación de armónicos e inherentemente inmune a otros problemas de calidad de la alimentación de CA
- Afinidad natural con la generación de energía alternativa (la energía fotovoltaica y la eólica tienen ~400 V CC internamente, y en realidad pierde energía y eficiencia cuando se ve obligado a convertir a CA)
Agregó en los comentarios:
Elegimos deliberadamente 380 V CC porque desea obtener el voltaje más alto que pueda permitirse para la eficiencia. Al mismo tiempo, esta norma se dirige únicamente a aplicaciones de bajo voltaje (<600 V). Habríamos ido más alto, pero existen barreras de costos estructurales en 400Vdc y 420Vdc. A 380 V CC, nos mantenemos con las mismas clasificaciones de partes de volumen que usa CA y obtenemos los beneficios de costo de volumen de aprovechar la mayor parte de los volúmenes actuales de componentes de fuente de alimentación de CA. Estoy seguro de que también puede apreciar los aumentos significativos de costos que +/-340Vdc tiene en el equipo de seguridad personal, razón por la cual el estándar permite una distribución rentable de +/-190Vdc. Por lo tanto, tenemos el estándar más alto de eficiencia pero rentable. Y con la afinidad entre otras industrias, fotovoltaica, eólica, vehículos eléctricos e iluminación, la economía de volumen parece convincente.
También menciona la idea de una distribución mixta de CA y CC dentro de un edificio (por ejemplo, centros de datos). Para obtener más información sobre esa iniciativa, consulte el sitio web de EMerge Alliance: http://www.emergealliance.org .
Seguridad. Tener HVDC a través de la toma de corriente no es inteligente. Desenchufar un dispositivo de alta corriente sin apagarlo primero generará un arco enorme
Respuesta corta:
No.
Respuesta larga:
La ventaja de la CA para distribuir energía a distancia se debe a la facilidad de cambiar los voltajes usando un transformador. Convertir la energía de CC de un voltaje a otro requiere un gran convertidor rotativo giratorio o un conjunto motor-generador, que es difícil, costoso, ineficiente y requiere mantenimiento, mientras que con CA el voltaje se puede cambiar con transformadores simples y eficientes que no tienen partes móviles. y requieren muy poco mantenimiento.
Lectura sugerida:
Puede que tengas razón. AC una vez tuvo una gran ventaja sobre DC en el pasado. Pero a medida que el costo de los convertidores CC-CC ha disminuido, la ventaja relativa de la CA ha disminuido y, en algunos casos, se ha cruzado. Si estuviéramos diseñando un nuevo sistema de transmisión de energía hoy, la CC en todas partes podría reducir los costos totales del sistema.
Para una potencia y niveles de corriente y confiabilidad equivalentes, la CC requiere piezas ligeramente más fuertes para interruptores automáticos, fusibles y pararrayos; pero la CA requiere líneas de transmisión un poco más costosas y una mejor coordinación de los generadores de energía para evitar fallas en cascada.
Aunque (por razones históricas) los equipos de CA tienen ventajas de economía de escala de producción en masa sobre los equipos de CC, los diseñadores de muchos sistemas recientes de transmisión de energía a larga distancia aparentemente han decidido que el uso de CC de alto voltaje (típicamente 200,000 V CC) tiene menos costos netos del sistema que usar AC.
Aunque (por razones históricas) muchos aviones y el transbordador espacial usan 400 Hz 120 VCA, los primeros planes para la estación espacial internacional requerían que usara una distribución de energía de 20 000 Hz 440 VCA (!), hasta que las prioridades del programa cambiaron y los ingenieros cambiaron a 120 VDC de potencia. ( Mukund R. Patel pág. 543)
La gente de Google ( a , b ) ha sugerido a los fabricantes de computadoras de escritorio y servidores que el costo neto podría disminuir si cambiamos a "suministros de solo 12 V" que convierten la alimentación de CA a 12 V CC, y luego la placa base de la computadora requiere solo 12 V CC , que se reduce a cualquier colección de voltajes que necesite (como la mayoría de las computadoras portátiles), en lugar de la configuración actual de la fuente de alimentación ATX que tiene un grueso manojo de cables con una variada variedad de voltajes.
Lee Felsenstein y Douglas Adams fueron aún más lejos y pidieron que alguien desarrollara un sistema de distribución estándar de 12 V CC. ( c , d )
Hay otro punto, que me gustaría agregar, por qué no podemos omitir AC en mi opinión. Las pistas largas, especialmente los cables, se hacen mejor en CC (debido a la inductancia / capacitancia que son costosas de manejar en distancias más largas).
Lo importante es que las líneas HVDC son punto a punto. Una red de CC en malla es otra historia. Si en cualquier punto de la red se produce un error, por ejemplo, un árbol cae en la línea, toda la red en malla se cae (el voltaje cae casi a cero y los convertidores tienen que apagarse).
En CA, la impedancia en su mayoría está influenciada por la inductancia, por lo que tenemos una impedancia mucho mayor que en CC, donde la impedancia es igual a la pequeña resistencia. Si un árbol cae en una línea de CA, el voltaje en ese punto es cero. Pero la alta corriente de error y la alta impedancia generan un gran voltaje. Entonces, solo esta línea está apagada, las otras (si no están muy cerca) tienen (casi) su voltaje normal. En CC, la impedancia es muy pequeña, por lo que el voltaje en toda la red de malla cae casi a cero y no solo una línea, sino toda la red está inactiva. También debe saber que el equilibrio entre la producción y el consumo de energía en CA se realiza a través de la frecuencia. En DC se hace a través de Voltaje. Esto debería hacer obvio que un problema tan grande con el voltaje no es bueno en absoluto.
Si alguien quisiera transportar cualquier potencia significativa a través de esta red con un voltaje bajo o si quisiera aumentar el voltaje, se necesitan corrientes muy, muy grandes, tan grandes que las líneas simplemente se derretirían. Por lo tanto, los convertidores se apagan (apagón) y esperan hasta que la línea esté reparada y lista.
Respuesta corta: No tan rápido Más largo: Los convertidores de estado sólido son bastante buenos. La transmisión de larga distancia tiene muchas ventajas. El transporte de corta distancia probablemente todavía se beneficie de los transformadores.
Información adicional: hay algunas líneas de alimentación de CC en el mundo. Tomemos como ejemplo la línea HVDC en Itaipú , permanece entre las instalaciones HVDC más importantes del mundo. Es una línea de 6300 MW con 780 km de longitud.
Kellenjb
endolito
Kellenjb