Sverige
är historiskt sett en pionjär inom elkraftöverföring
över långa avstånd med produktion långt i norr och förbrukning
100 mil eller mera därifrån.
Efter SERs årsmötet berättade Gunnar Asplund, utvecklingschef vid ABB i Ludvika, om de senaste framstegen inom tekniken för högspänd likströmsöverföring.
Sverige
är historiskt sett en pionjär inom elkraftöverföring
över långa avstånd med produktion långt i norr och förbrukning
100 mil eller mera därifrån.
Dåvarande Asea började utveckla tekniken för högspänd likström redan för 70 år sedan och den började användas kommersiellt under 1950-talet.
Den stora skillnaden mellan högspänd likström (HVDC) och vanlig högspänd växelström (HVAC) vid överföring över långa avstånd är att spänningsfallet blir betydligt lägre i det förra fallet. Skillnaden visar sig redan vid kortare avstånd: efter ca 150 km sjunker spänningen drastiskt för HVAC på luftledningar (om inte faskompensering införs) och redan efter ca 60-70 km för HVAC med jordförlagda kablar.
Högspänd likström för med sig ett antal fördelar. Framförallt att det blivit möjligt att på ett kostnadseffektivt sätt överföra stora energimängder på mycket långa avstånd. Strömstyrkan kan minskas för överföring av en viss effekt, energiförlusterna kan reduceras med upp till 40 %!
Vattenkraftverk kan läggas längre från de stora förbrukarna, dvs fabriker och tätorter. Antalet koleldade kraftverk i närområdet kan reduceras, vilket minskar koldioxidutsläppen. Behovet av sådana lösningar är mycket stort i bl. a. Kina och Indien.
År 2003 var världens elproduktion baserad på fossila bränslen (värmekraftverk) till 65 % medan resten fördelades jämnt mellan vattenkraft och kärnkraft (förnyelsebara energikällor stod för 2 %). Av den totala mängden fossilt bränsle som används i världen går ca 25 % åt för att producera el. En volym som måste minskas radikalt om vi skall uppnå våra miljömål.
En viktig framgångsfaktor för HVDC är att systemen blir mycket kostnadseffektiva vid en jämförelse med HVAC. (bild 3)
ABB har idag ca 60 % av marknaden av system för överföring av högspänd likström. Just nu pågår en intensiv satsning i bl. a. Kina och Indien, som är bland de stora kunderna. Ett flertal projekt planeras eller är redan i pipeline.
Andra projekt som har genomförts eller planeras gäller energiförsörjning till stora oljeplattformar långt ut till havs, elöverföring mellan länder för att utjämna belastningen av olika kraftkällor (vatten, vind och ånga) under dygnet.
Överallt där energi kan utvinnas i otillgängliga och avlägsna områden för att överföras till förbrukare långt därifrån finns det en stor potential för miljövänlig kraftproduktion och -överföring. Solenergi i öknar (exvis Sahara) och vind- och vågkraft till havs är exempel på detta.
För att klara den höga spänningen på 800 kilovolt och en överföring på upp till 9 000 megawatt har man behövt ta fram nya tekniska lösningar.
Tyristorer har utvecklats för att klara högre spänningar och strömmar.
Ett steg längre har man gått genom att införa transistorer som leder i båda riktningarna. Det är en utveckling från de tidigare kvicksilverventilerna och tyristorventilerna till transistorventiler. Detta har möjliggjort enklare och mindre anläggningar.
Dagens transistorventiler, IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) kan slås på och stängas av med en styrsignal och de leder i båda riktningarna. Man talar nu om HVDC Light till skillnad från Classic HVDC med tyristorer, som kan slås på men inte stängas av med en styrsignal.
Man har tagit fram nya typer av kabelisolering, isoleringsmaterial och brytare, t ex med silikongummi i stället för porslin i isolatorer.
Styrdatorsystemet har vidareutvecklats för att förbättra styrning, kontroll och skydd.
Utvecklingsgruppen har studerat vilken effekt höga spänningar har på urladdningar genom luft, dvs överslag. Dessa uppträder på ett helt annat och 'irrationellt' sätt vid dessa höga spänningar än vid tidigare normala nivåer.
ABB Ludvika som stått för utvecklingen av HVDC i Sverige har fått ett mycket aktat namn internationellt. Denna kraftmetropol har t ex haft besök av Kinas premiärminister.
Några veckor efter Gunnars föredrag tillkännagavs att utvecklingsteamet vid ABB Ludvika fått årets Stora Teknikpriset. Priset är instiftat av Vinnova och tidningen Ny Teknik och delas ut årligen sedan år 2005.
Om detta står att läsa i Ny Teknik på webben: www.nyteknik.se/special/stora_teknikpriset
Bilderna från Gunnars föredrag finner du här »
| < Föregående | Nästa > |
|---|