अगर हम अपनी इलेक्ट्रिकल ग्रिड को आज की तकनीक के साथ खरोंच से शुरू कर सकते हैं, जो सबसे कुशल विकल्प होगा? एसी या डीसी?


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हाल ही में, मैं लंबी दूरी के प्रसारण, अंडरसीज लिंक और अन्य के लिए एचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम के कई लाभों के बारे में पढ़ रहा हूं। डीसी पर एसी क्यों उठाया गया इसका ऐतिहासिक कारण ज्यादातर ट्रांसफार्मर के आविष्कार के कारण था, जिसने लंबी दूरी पर उच्च वोल्टेज संचरण को सक्षम करने वाले एसी वोल्टेज के आसान हेरफेर की अनुमति दी थी।

हालांकि, पारा वाल्व, थायरिस्टर्स, आईजीबीटी और इन सभी घटकों के आविष्कार के बाद, जिन्होंने डीसी ट्रांसमिशन को संभव बनाया है, मैं सोच रहा था कि अगर हमारे पास शुद्ध रूप से डीसी नेटवर्क था तो हम सभी एसी / डीसी रेक्टिफायर से छुटकारा पा सकते हैं जो हम पाते हैं। हमारे इलेक्ट्रॉनिक उपकरण। यह ऊर्जा दक्षता में बहुत सुधार कर सकता है और संसाधनों में टन की बचत कर सकता है।

यदि हमारे पास शुरू करने का मौका था, तो क्या डीसी-आधारित ट्रांसमिशन सिस्टम बेहतर 1 विकल्प हो सकता है , या एसी अभी भी शीर्ष पर आएगा?

1: बेहतर के साथ , मेरा मतलब है कि अधिक ऊर्जा कुशल


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इसका कोई स्पष्ट उत्तर नहीं है, जो इसे "गैर-रचनात्मक" प्रश्न बनाता है। हालाँकि, मैं इंगित करता हूँ कि गैल्वेनिक अलगाव (जो अभी भी एक डीसी-डीसी कनवर्टर में भी आवश्यक होगा) को प्राप्त करने के लिए, एक चुंबकीय या कैपेसिटिव इंटरफ़ेस में एक एसी सिग्नल को प्रसारित करने की आवश्यकता होती है।
डेव ट्वीड

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आपको अभी भी वोल्टेज कन्वर्टर्स की आवश्यकता होगी; डीसी / डीसी कन्वर्टर्स के साथ एसी / डीसी रेक्टिफायर की जगह एक उल्लेखनीय सुधार नहीं है। अब, घर-स्तर के कम-वोल्टेज डीसी (12 या 24V?) के लिए लाभ हो सकते हैं
pjc50

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अपवित्रता को देखते हुए, समुदाय प्रश्न को पसंद करता है। लेकिन जवाब देने से पहले, कृपया याद रखें, "हम तथ्यों, संदर्भों या विशिष्ट विशेषज्ञता द्वारा समर्थित उत्तर की उम्मीद करते हैं," और "बहस, तर्क या विस्तारित चर्चा नहीं।"
फोटॉन

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प्रश्न स्पष्ट रूप से एक मापदंड - दक्षता बताता है। एक ऊर्जा दक्षता के बजाय लागत दक्षता की वैकल्पिक व्याख्या का मनोरंजन कर सकता है लेकिन साइट का नाम दिया गया पहला डिफ़ॉल्ट अनुमान होगा। प्रश्न का शरीर दोनों के लिए दृष्टिकोण करता है, इसलिए अच्छे उत्तरों से मतभेदों का वजन हो सकता है।
क्रिस स्ट्रैटन

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@ क्रिसस्ट्रैटन, हमें पाठ में इस सवाल का जवाब देने की कोशिश करनी चाहिए, "अगर हमारे पास शुरू करने का मौका था, ... क्या एसी अभी भी शीर्ष पर आएगा?" --- जो शायद बिजली दक्षता की तुलना में लागत दक्षता के बारे में अधिक है।
फोटॉन

जवाबों:


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इतिहास का हिस्सा

इस विषय के पीछे सुझाव यह है कि उनके पहले सर्किट कोर्स के बाद से बहुत सारे इलेक्ट्रिकल इंजीनियरों को क्या सिखाया गया है - यह कि पॉवर ट्रांसमिशन के लिए बेहतर है। आखिरकार, 1800 के उत्तरार्ध में "धाराओं के युद्ध" में, यह टेस्ला ही था जिसने एसी के लिए वेस्टिंगहाउस लड़ाई में मदद की, आखिरकार एडिसन के डीसी साम्राज्य के सपनों को हरा दिया।

इस समय डीसी पर एसी का उपयोग करने का प्राथमिक लाभ दक्षता था। उस समय एक डीसी वोल्टेज को दूसरे में परिवर्तित करने की लागत, कठिनाई, और अक्षमता की तुलना में एक एसी वोल्टेज को दूसरे में बदलना आसान हो गया। जूल के पहले कानून के अनुसार , ट्रांसमिशन लाइनों में गर्मी के रूप में बर्बाद होने वाली बिजली की मात्रा वर्तमान वर्ग के लिए आनुपातिक है। ट्रांसमिशन लाइनों को ध्यान में रखते हुए एक ज्ञात, (मूल रूप से) निश्चित प्रतिरोध होता है, फिर एक ही मात्रा में बिजली के प्रसारण के लिए, एक उच्च-वोल्टेज, उच्च-वर्तमान ट्रांसमिशन की तुलना में उच्च-वर्तमान संचरण में बहुत अधिक बर्बाद होता है। जैसा कि कहा गया है, एसी वोल्टेज को बदलने के सापेक्ष सहजता की तुलना में, डीसी नुकसान को एक उच्च पर्याप्त स्तर पर परिवर्तित करने के लिए बहुत ही अव्यवहारिक था।

एक साइड नोट के रूप में, कई जगहों पर मूल डीसी ट्रांसमिशन सिस्टम से एसी तक पूरी तरह से स्विच नहीं किया गया जब तक कि 20 वीं शताब्दी के मध्य तक।

आप यहाँ इतिहास के बारे में सब पढ़ सकते हैं ।

आधुनिक विद्युत डिजाइन दर्ज करें

यह कहना नहीं है कि एसी की अपनी समस्याएं नहीं हैं। त्वचा प्रभाव एसी डीसी की तुलना में कम कुशल होने का एक उदाहरण है, लेकिन यह अभी भी उपर्युक्त लाइन नुकसान के लिए क्षतिपूर्ति नहीं करता है। एक अन्य मुद्दा उच्च संचरण वोल्टेज स्तरों पर होने वाले कोरोना डिस्चार्ज का है। लंबी दूरी पर, एसी पावर में स्थिरता के मुद्दे भी होते हैं। यह IEEE लेख कुछ अलग दूरियों को दर्शाता है, यह देखते हुए कि लाइन रिएक्शन को 600 - 700 मील तक की दूरी में मुआवजा दिया जा सकता है।

पारा आर्क वाल्वों, थायरिस्टर्स और आईजीबीटी के आधुनिक कार्यान्वयन और डीसी वोल्टेज रूपांतरण के कुशल साधनों के साथ, एचवीडीसी ट्रांसमिशन न केवल संभव है, बल्कि एचवीएसी ट्रांसमिशन के साथ आने वाली कई समस्याओं को खत्म करता है। समग्र संचरण दूरी बहुत अधिक है, और उल्लिखित एसी प्रभाव दूर हो जाते हैं। इसके अलावा, एचवीडीसी से जुड़ी लागत एचवीएसी से कम है, एक बार एक दूरी सीमा पार कर ली गई है। इस पत्र में इस लागत अंतर पर विस्तार से चर्चा की गई है जिसमें बिजली सबस्टेशन लागत का एक ब्रेकडाउन भी शामिल है। उनके जवाब में जेक द्वारा दिए गए लिंक में लागत पर भी चर्चा की गई है ।

तथ्य यह है कि वर्तमान विद्युत बुनियादी ढांचा एसी पॉवर ट्रांसमिशन के आसपास आधारित है। आधुनिक प्रौद्योगिकी के विशाल बहुमत को उचित संचालन के लिए इस प्रकार की शक्ति की आवश्यकता होती है, और एसी का इस्तेमाल कभी नहीं किया गया था मुझे संदेह है कि हमारे पास कई तकनीकी "प्रगति" हैं जिन्हें हम जानते हैं और प्यार करते हैं। सैद्धांतिक रूप से, अकेले एचवीडीसी का उपयोग करना अधिक कुशल साबित हो सकता है, लेकिन लागत में अंतर के लिए क्षतिपूर्ति करने के लिए, एक हाइब्रिड एचवीएसी / एचवीडीसी प्रणाली सबसे अच्छा समाधान है, कम से कम मानव विकास में इस क्षण में।


इसलिए, अगर मैं सही ढंग से समझूं, तो उस समय एसी के उपयोग की आसानता ने 20 वीं शताब्दी के दौरान बिजली को पनपने में मदद की। हालांकि, एचवीडीसी लागत दृष्टिकोण से ब्रेक-सम दूरी से एक बार बेहतर विकल्प है। हालांकि, वर्तमान एसी प्रणाली की तुलना में जब एचवीडीसी के पास कोई टेचिंकल शॉटकॉम्बिंग है, तो कॉन्ट्रैक्ट कॉन्ट्रैक्ट्स को अलग करना
ओनिरोस

@Oniros - बिल्कुल। यह पूछना कि अगर हम इसे फिर से कर सकते हैं तो हम क्या कर सकते हैं क्योंकि यह एक बेकार सवाल है क्योंकि हमारी वर्तमान विचारधारा और निर्णय लेने की प्रक्रिया इतिहास पर आधारित है। अगर उस इतिहास को बदलना है, तो हमारी सोच की रेखा होगी। एक बेहतर सवाल यह होगा कि हम अपने अतीत और वर्तमान प्रौद्योगिकी को देखते हुए, लागत और ऊर्जा दक्षता दोनों को बेहतर बनाने के लिए वर्तमान विद्युत ग्रिड डिजाइन पर कैसे सुधार कर सकते हैं।
कर्ट ई। क्लोथियर

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@Oniros, मुझे वर्तमान एचवीडीसी प्रणाली की कमियों पर टिप्पणी करने के लिए पर्याप्त नहीं पता है। मुझे लगता है कि मेरे उत्तर में प्रस्तुत लिंक में से एक में इसके बारे में कुछ है। विशेष रूप से, इस विकी पृष्ठ के "नुकसान" खंड: en.wikipedia.org/wiki/High-voltage_direct_current
कर्ट ई। क्लोइटर

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तांबे और अन्य उपयोगी धातुओं की लागत बढ़ने के साथ, और उनके उपयोग किए गए इन्सुलेट तेलों के साथ पर्यावरण के मुद्दे, उच्च शक्ति एसी ट्रांसफार्मर उनके ठोस राज्य समकक्षों की तुलना में बहुत महंगा हो रहे हैं। यह न केवल वाइंडिंग की लागत है, बल्कि बड़े धातु के मामले, और परिवहन और स्थापना लागत जैसे बड़े ट्रांसफॉर्मर से जुड़े हैं।

उच्च वोल्टेज डीसी ट्रांसमिशन के लिए एक स्विच शायद दक्षता के मामले में एक धुलाई होगा, हालांकि यह कम लागत हो सकती है अगर हमारे पास पहले से ही हमारे मौजूदा बुनियादी ढांचे की जगह नहीं है। ट्रांसफार्मर की अभी भी आवश्यकता होगी, लेकिन कम आवृत्ति बिजली ट्रांसफार्मर के बजाय हम उच्च आवृत्ति बिजली ट्रांसफार्मर के साथ सेमीकंडक्टर डीसी-डीसी कन्वर्टर्स को जोड़ेगे जो बिजली रूपांतरण क्षमता की समान मात्रा के लिए बहुत छोटे (इस प्रकार सस्ता) हो सकते हैं।


"उन में इस्तेमाल किए जाने वाले तेल के साथ पर्यावरण के मुद्दे ..." - इन दिनों आप वनस्पति आधारित इन्सुलेट तेल प्राप्त कर सकते हैं जो गैर विषैले और बायोडिग्रेडेबल है, इसलिए यह उस मुद्दे की तुलना में कम है जो पहले इस्तेमाल किया जाता था। एक बोनस के रूप में, वनस्पति तेल भी खनिज तेल की तुलना में आसानी से ज्वलनशील होता है, इसलिए ट्रांसफार्मर में गलती की स्थिति में आग के गोले में विस्फोट होने की संभावना कम होती है।
Li-aung Yip
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