Назад в будущее. Возвращение в эпоху Эдисона
Внедрение альтернативных способов электрогенерации делает возможным создание распределённой системы электроснабжения, в условиях которой генерирующие источники приближены к потребителям. Подобная тенденция развития рано и поздно поставит вопрос о переходе на постоянный электрический ток взамен переменного.
По оценкам специалистов, эффективность сети с переменным током составляет 65%, а если в сеть подается ток от солнечных батарей, когда сначала необходимо перевести постоянный ток в переменный, а потом через адаптеры электроприборов обратно в постоянный, эффективность сети падает до 56%. Электрическая сеть постоянного тока обеспечит общую эффективность в 90 %. В этом аспекте при рассмотрении тематики перехода на альтернативные источники тока, кроме всего прочего, необходимо обратить внимание на утверждение Эдисона о том, что электрические сети должны быть постоянного тока, а не переменного, первооткрывателем которого был Никола Тесла. Переменный ток в то время значительно превосходил по своим показателям постоянный ток, поскольку этот постоянный ток не мог быть импульсным и, следовательно, не мог передаваться на большие расстояния. Сегодняшний переменный ток также является расточительным принципом, потери которого в основном абсолютно не оправданы, значительная часть электроэнергии теряется при прохождении по линиям электропередач.
В настоящее время происходят процессы, которые могут потеснить монополию переменного тока. Высоковольтные системы постоянного тока обладают следующими преимуществами:
Отсутствуют потери на излучение, так электромагнитные волны излучает только проводник с переменным током.
В сети нет реактивной (паразитной) мощности и, следовательно, затрат на борьбу с ней, т.е. нет коэффициента мощности и необходимости его улучшения.
Экономия на материалах опор ЛЭП, проводов.
Основное преимущество систем передачи постоянного тока – это возможность передать большее количество энергии на большое расстояние с меньшими капитальными затратами и потерями, чем в линиях переменного тока. Линии постоянного тока позволяют более эффективно использовать энергетические источники, удаленные от потребителей.
Необходимо отметить, что Китай уже строит электросети на основе высоковольтных линий передачи постоянного тока (также известных как HVDC), которые способны передать большое количество энергии от гидроэлектростанций в глубине страны к городам на побережье. Примером более эффективного использования систем постоянного тока по сравнению с системами переменного тока могут служить подводные кабели: 250 км Балтийский кабель между Швецией и Германией, 600 км кабель NorNed между Норвегией и Голландией, 290 км связка Basslink между Австралийским материком и Тасманией. В подводных кабелях линии переменного тока неэффективны по причине потерь на токи Фуко в солёной воде. Немаловажным фактором в пользу перехода на линии постоянного тока является и тот факт, что они менее воздействует на человека и на природу в целом, что имеет особенно важное значение в борьбе за здоровье человека и увеличение продолжительности его жизни.
Для Николы Тесла принцип переменного тока никогда не имел особой значимости сам по себе. Скорее это была возможность усовершенствовать фактически непригодный для использования постоянный ток того времени. Появление безграничной номенклатуры приборов и оборудования, работающих на постоянном электрическом токе, а также внедрение альтернативных источников постоянного электрического тока, максимально приближенных к потребителю, переход на электромобильность – все эти аспекты ставят вопрос о широком развитии электросетей постоянного электрического тока. К примеру, стремление Германии выстроить максимально распределённую систему электрогенерации даст ей несомненные конкурентные преимущества из-за сокращения потерь в электросетях и позитивно повлияет на уменьшении выбросов парниковых газов в процессе электрогенерации.
Но настоящим драйвером перехода на электросети постоянного электрического тока обещает стать внедрение в Германии источников постоянного электрического тока, работающих на технологии Neutrinovoltaic, разработанной немецко-американской компанией Neutrino Energy Group. Данная технология в принципе исключает какие-либо потери в электросетях, так как предусматривает размещение источников тока непосредственно в корпусах электроприборов, электромобилей или установку общего источника тока для отдельного дома или квартиры.
Holger Thorsten Schubart, генеральный директор Neutrino Energy Group
«Наша цель и философия проекта - получать энергию из окружающего пространства», - говорит Хольгер Шубарт, генеральный директор Neutrino Energy Group, - «Основа нашей технологии – это способность графена увеличивать частоту и амплитуду атомных колебаний графеновых волн, переходящих в резонанс, реагируя на электромагнитные излучения природного и искусственного происхождения, а также на тепловые потоки и космические нейтрино. Мы создали энергетические пластины из металлической фольги с нанесенным на них многослойным наноматериалом, который мы создали сами. Соединяя пластины последовательно, т.е. размещая их одну поверх другой, как пачка бумаги, мы получаем энергетическую ячейку. Несколько таких энергетических ячеек, соединённых друг с другом последовательно или параллельно, позволяют получить заданные согласно техзаданию выходные характеристики по току и напряжению».
Использование широко распространённых и недорогих материалов, стабильность генерации вне зависимости от времени суток и погодных условий, а также отсутствие эксплуатационных затрат позволит Neutrinovoltaic технологии занять существенную долю рынка электроэнергии, особенно в бытовом сегменте. Для производства электроэнергии мощностью 4,5-5,5 кВт/час необходимое количество энергетических пластин поместится в «дипломат», при этом расчёты показывают, что цена на электроэнергию от таких источников постоянного тока будет, как минимум, на 50% дешевле, чем от солнечных батарей.
По сути, разработка компании Neutrino Energy Group отвечает на самый актуальный вопрос современности – остро назревшей необходимости поиска новых, экологически чистых и безопасных источников энергии для обеспечения энергетических потребностей человечества. Открытие технологии NEUTRINOVOLTAIC имеет потенциал, значение которого сложно переоценить. Широкое внедрение этой технологии в повседневную жизнь в состоянии не только изменить облик системы энергоснабжения, но и решительно повлиять на будущее каждого из нас и всей Планеты.
