Ученые из ТТУ исследуют возможность заменить переменный ток постоянным
Сегодня большинство электросетей работают на переменном токе, хотя современные источники возобновляемой энергии производят постоянный ток, и многие электроприборы работают на нем. Ученые из Таллиннского технического университета исследуют возможности перехода от использования переменного тока к постоянному.
Переменный ток — это то, что сегодня повсеместно используется в быту. "В любой розетке есть напряжение, которое меняется от +230 до -230 вольт пятьдесят раз в секунду. Поэтому ток называется переменным. Постоянный же не меняется – он сохраняет свое значение практически всегда. Примером является батарейка. Все знают, что она должна давать 12 вольт", – сказал заведующий лабораторией силовой электроники Андрий Чуб в эфире передачи Кофе+.
На заре электрификации произошла так называемая война токов, в которой "победил" переменный ток. "На тот момент, когда выбирали, мы еще не имели того набора технологий, что есть сейчас. Тогда самым простым методом преобразовать и передать энергию был трансформатор. Многие их них очень тяжелые и массивные, – объяснил Чуб. – И эту технологию мы сохраняем последние сто с лишним лет".
Но сегодня разрабатываются и более компактные устройства. Например, для систем солнечной энергии. Если предыдущий трансформатор работает на частоте 50 Гц, то новый — на частоте 100 000 Гц. "Это в две тысячи раз больше и он более компактный. Все устройство, включая электронику, защиту и управление, гораздо меньше и легче, чем просто старый трансформатор", – сказал Чуб.
Современные источники возобновляемой энергии, в том числе солнечные панели, дают постоянный ток, как и батарейки. "В данный момент для того, чтобы взять энергию солнечного света и сохранить ее в батарее, нужно пройти через сеть переменного тока. Я сегодня утром придумал такой простой пример: представьте, чтобы взять чашку воды из крана и добавить ее в кастрюлю, вам нужно выйти в коридор и войти обратно. Вообразите, если все соседи так будут делать. Это значительно перегружает современные сети и создает проблемы с электроснабжением", – объяснил ученый.
По его словам, переход на постоянный ток позволит изолировать собственное производство и использование энергии, не перегружая внешнюю сеть, которой пользуются все остальные люди.
Но не упирается ли идея ученых в чисто экономический аспект? Ведь для перехода с применения переменного тока к постоянному могут потребоваться крупные инвестиции. "Многие технологии априори совместимы. На современных бытовых приборах, имеющих высокий класс энергоэффективности, можно увидеть пометку инвертор. Инверторные стиральные машины, холодильники… Это значит, что внутри происходит двойное преобразование энергии: сначала из переменного тока в постоянный, а затем обратно, чтобы крутить мотор. Это наиболее эффективный способ питать моторы в любых вращающихся системах. А теперь мы можем отбросить первую часть, которая преобразует переменный ток в постоянный. И мы это уже делаем в Таллиннском техническом университете, где есть система отопления на базе воздух-воздух, где мы можем брать энергию из системы постоянного тока, куда она поступает с солнечной батареи. Это все происходит в замкнутом цикле".
Впрочем, ученый признает, что на данный момент для перехода с переменного на постоянный ток пришлось бы перестраивать всю систему, в которую инвестировали на протяжении столетия. "Сегодня мы рассматриваем локальное сохранение энергии на уровне дома, не затрагивая основную сеть. Впрочем, уже сейчас постоянный ток применяется на глобальном уровне. Соединяющие Эстонию и Финляндию кабели Estlink-1 и Estlink-2 — это системы высокого напряжения постоянного тока. И весь мир начинает соединять мощные сети таким образом", – объяснил Чуб.
Редактор: Юлия Тислер