HVDC Nedir ? Avantajları ve Dezavantajları Nelerdir ?

Yüksek Gerilim Nedir ?

P=I^2*R görüldüğü gibi kaybolan güç direnç ile doğru orantılıdır. Bu nedenle direnci azaltmak gerekir.Temel direnç formülü olan R=ρ*L/S ise bize iletken kesitini arttırdığımızda direncin azalacağını, buna bağlı olarakta kayıpların azalacağını gösteriyor. Ancak pratikte hem iletken maliyetini hemde taşıyıcı hattın ağırlığını arttırdığından tercih edilmemektedir. Yüksek gerilim tekniğide temelde bu kayıpları azaltmak üzere geliştirilmiştir.

 

HVDC'nin Tarihçesi

Doğru akım kullanılarak ilk uzun mesafe aktarım Miesbacj-Münih Elektrik Dağıtım tarafından 1882 yılında 2,5kW olarak gerçekleştirilmiştir.

HVDC metodu İsviçreli mühendis René Thury tarafından geliştirilmiş ve 1889 yılında Acquedotto De Ferrari-Galliera şirketi tarafından uygulamaya konulmuştur. Modern şekilde gelişimi ise 1930'larda başlamış ancak ilk modern uygulama 21 yıl sonra, 1951 yılında gerçekleştirilmiştir.

Moskova-Kashira arasına 100kV'lık bir sisem kurulmasının ardından 1954'te İsveç ile Gotland arasında 96km uzunluğa sahip 20MW kapasiteye sahip sistem kurulmuştur.

HVDC Nedir ?

HVDC ( High Voltage Direct Current) Türkçe'de Yüksek Doğru Gerilim anlamına gelmektedir

Elektrik enerjisinin iletimi öncelikle DA (Doğru Akım) olarak başlamıştır. Ancak transformatör ve AA (Alternatif Akım) motorların daha hızlı gelişmesi, kısa mesafelerde DA aktarımı verimli olmaması nedeniyle Alternatif Akım daha çok ve hızlı gelişim göstermiştir.

Ancak son zamanlarda yüksek gerilim doğrultucularda devrim niteliğindeki gelişmeler HVDC'nin tekrardan popülerleşmesinde etkili olmaktadır. Yüksek Doğru Gerilim (HVDC) sistemlerde temelde yapılan işlem Alternatif Gerilimin doğrultularak iletilmesi ve hedef noktada tekrardan Alternatif Akıma çevirilmesidir.


Grafiktede görüldüğü gibi uzun mesafelerde HVDC çok daha avantajlıdır. 2012 verilerine göre Dünya çapında 80'i aşkın HVDC sistem bulunmaktadır. Peki tek avantajı bu mu ?


İşte HVDC'nin Avantajları...

• Farklı frekanstaki sistemler birleştirilebilir. (Alternatif Akımda bu mümkün değildir)
• AA'ya göre kayıp %40 daha azdır.
• Aynı kesitteki bir iletkenden geçebilecek güç daha yüksektir.
• İletim mesafesinde limit yoktur (AA'da uzun mesafelerde yüksek kapasitans etkisi oluşmaktadır)
• Çevrye daha az zararlıdır.
• + ve - tek iletkende taşınabildiği için iletim direkleri ve taşıma hatları daha küçüktür. Bu da maliyeti azaltır.
• Su altında iletime daha uygundur. (AA'da özellikle okyanuslarda köpek balıkları ve bazı yırtıcı canlı türleri iletken çevresinde oluşan manyetik alana ilgi gösterip iletim hatlarına zarar verebilmektedir)

Dezavantajları...
 

• Doğrultucu ve inverter devrelere ihtiyaç duyduğundan pahalıdır. Bu nedenler şimdilik 50-60 km'lik ve denizaltı iletim hatlarında tercih edilmektedir.
• Doğru akımın kesilmesi daha zordur. (Bazı büyük firmalar son zamanlarda bu soruna çözüm bulduğunu duyurdu)
• Hat üzerinde harmonikler oluşmaktadır.
• Kontrol sistemi karmaşıktır ve uzmanlık gerektirir.
• İki nokta arasına kurulabilir. Hattın istenilen noktasına ek yapılamaz.

Dünyadaki Bazı Uygulamalar
 

• Brezilyada 50Hz'lik sistemi 60Hz'e bağlamak ve uzun mesafede(>800km) düşük maliyetli enerji iletimi için kurulmuştur.
• Hindistanda 1500MW termal enerjiyi en az kayıpla taşımak için kurulmuştur.
• Türkiye ile Gürcistan arasında Mayıs 2013'te bitmek üzere 2 adet 135MW'lık HVDC iletim hattı kuruluyor.
• Filipinlerde jeotermal enerjiyi adanın enterkonnekte sistemine bağlamak ve AA şebekesinin düzenin korumak için kurulmuştur.