Комментарии 40
напряжениях в сотни мегаватт

Напряжение у вас какое-то бракованное.
>Основные потребители электроэнергии работают с мощностями ниже мегавольта
И с мощностью всё не слава богу…
Обратил внимание, что это, оказывается, публикует Toshiba. Я понимаю, что статью писал не инженер, а журналист, но зачем же так себя позорить? Можно было бы обойтись вовсе без статей, если уж не хватает возможностей нанять грамотного человека.
Взяли, испугали человека Тошибу. Теперь
напряжениях в сотни мегавольт

Интересно, что нас ждёт в следующем исправлении.
Не, ну работать с мощностями выше, чем те, которыми оперирует
Мегавольт
image

основным потребителям обычно и не надо, так что здесь, возможно, и не соврали.
Забыли о таком процессе, как Хранение энергии.

С этим в энергоиндустрии вообще очень плохо (ничтожно мало и малоэффективно). AFAIK, cамое эффективное решение хранения на данный момент это ГАЭС.
У вас в тексте силовой диод из кремния, а на картинке — из индия.
и ус отклеился;

а по теме, частотные преобразователи используемые для питания электродвигателей — это мегавесчь, без них невозможно представить современное производство, а они сами невозможны без мощных и надёжных полупроводников; россия в проектировании и в производстве таких устройств находится, к сожалению, на сильно отстающих позициях;
я поменьше знаю в микроэлектронике, поэтому спрошу твоего мнения:
правильно ли я понимаю, что фраза «Два крайних перехода — анод и катод, а средний — управляющий.» — некорректна, и электродами являются не переходы, а области?
Электродами являются металлические электроды, присоединенные к областям. Переходы тут, разумеется, ни при чем. Управляющих электродов может быть ноль, один или два.
На сколько снижается выброс СО при применении 1-го полупроводникового диода (тиристора)?
В советские времена любую научно-техническую статью следовало начинать с претворения в жизнь решений очередного съезда КПСС, иначе не напечатают. Ну а теперь времена поменялись и теперь не печатают без отсылки на борьбу с изменением климата.
Достался студенту билет про блох выбросы CO2, а он знает только про слонов полупроводники. Ну, садится он к преподавателю, и начинает рассказывать: выбросы CO2 можно снизить, используя альтернативную энергетику. А в энергетике используется электроника, а раз электроника — значит, и полупроводники.
А вообще полупроводники бывают…
ваш сарказм — плохая попытка прикрыть свою дремучесть;

в частотнике, конечно, не один тиристор, а множество, и куча ещё различных деталей, но в итоге частотник помогает снизить общее энергопотребление, это при том, что он сам имеет кпд ≈90%, частотник помогает сохранить подключенный к нему двигатель, частотник отменяет необходимость ставить двигатель избыточной мощности (тем самым сохраняется ресурс, который был бы затрачен на производство двигателей как запасных, так и более мощных), частотник позволяет эффективно и точно управлять процессом; в нынешних реалиях двигатель без частотника воспринимается как круглая сирота, его (двигатель) банально жалко; двигатели без частотников, к примеру, на лифтах — это уже анахронизм и безобразная расточительность, они испытывают ударные нагрузки (и передают их дальше на исполнительные механизмы), они жрут больше электроэнергии, они буквально жгут контактные группы в коммутационных устройствах, они сами чаще выходят из строя (перегорают), и наконец, они не обеспечивают комфортного плавного перемещения;

без полупроводников не будет и четверти возможностей современной энергетики; вспомним ещё и про массовый бытовой комфорт, который сейчас воспринимается как данность и обыденность; а ведь это всё достигнуто только благодаря массовому внедрению полупроводниковых технологий, ваш винил, так и быть, можете послушать на ламповом усилителе, но вот автоматическую стиральную машину на лампах пока не выпускали, холодильники с управлением на полупроводниковой базе тратят в разы меньше энергии, работают тише, выдают температурный режим ровнее, чем их предшественники работавшие на элементарных реле; а есть ещё твёрдотельные реле, те же тиристоры в общем-то, но их можно использовать там, где реле противопоказаны абсолютно, по соображениям безопасности, или по массогабаритным факторам;

основная заслуга в современной энергоэффективности всего — именно у тиристоров;
без полупроводников не будет и четверти возможностей современной энергетики

основная заслуга в современной энергоэффективности всего — именно у тиристоров

Энергетика (производство электроэнергии) и энергоэффективность — разные вещи.
Давайте рассматривать и систему и надсистему…
Да. Применение частотников (кстати на МОСФЕТ транзисторах, а не на тиристорах), ЛЕД ламп (драйверы тоже кстати без тиристоров как правило) и т.д. позволяет получить тот-же комфорт без дополнительных мощностей. Т.Е. можно не строить новые станции. Это первый реальный эффект снижения СО.
Применение электромобилей с электроникой — тоже серьезный взнос в копилку, при условии массового распространения авто.
Применение современных утеплителей позволяют не строить теплогенерирующие мощности — котельные и прочее. ИМХО — здесь больший вклад в снижение СО.
В альтернативной энергетике тиристором формируют синус из постоянного тока.

Но, как бы мы не крутились, на сегодня ГЭС имеет самую низкую стоимость за кВт. Потом АЭС. Потом ТЭС. И уж потом ветер-солнце-приливы…

Поэтому я повторю вопрос — на сколько снизится СО при применении 1 кг полупроводников. О чем статья в принципе?
это в каких частотниках вы нашли MOSFETы? все какие мне попадались от 3 киловатт до мегаватных — все были на ИГБТ сборках. На тиристорах работали старые тролейбусы переходные — их было немного и они быстро сдувались. а вот современные троллзы и прочие — все поголовно на игбт и колекторных двигателях… есть и на асинхронниках но по шуму они сильно проигрывают колекторным и по тяге с низов ну и то что 6 силовых сборок надо а не две как у колекторного привода.
Вот где реально применяются силовые тиристоры это в выпрямителях. причем на титанические мощности в основном именно тиристоры и ставят до сих пор.
Согласен — мои познания в силовой электронике остались в 20 веке.
Вопрос все равно открыт: как влияет полупроводники на выброс СО?
Ведь все, что описывается — это энергосбережение.
Т.е. при существующих выбросах мы получаем более высокое качество жизни. При той-же потребляемой электрической мощности больше полезного эффекта. Не строятся новые станции генерации.
Ведь все, что описывается — это энергосбережение.
А значит, при том же потреблении нужно меньше генерировать. Соответственно, меньше и выбросов CO в атмосферу.
Смотрите! простой пример
есть две линии в городе с тролейбусами. старыми… в них стоят реостатные регуляторы мощности. они на старте имеют кпд 5%. депо подключено одним общим счетчиком и трансформатором в сеть. трансформатора хватало впритык на оба эти тролейбуса. все было хорошо пока не решиливвести третью линию. и тут возникла дилема. взять троллзы с вдвое меньшим током старта и более высоким кпд, оставить старый транс с проводкой и подводом 10-ки силовой и соответственно не строить ещё одну электростанцию/не давать газу на остальных или взять ещё один старый тролейбус, поменять трансформатор(а старый выкинуть) поменять подвод 10-ки на более мощный(а старый кабель похорошить) и после пары таких примечательных случаев в паре других городов — достраивать блок какой-то электростанции.
тоесть тут полупроводники позволили увеличить на 50% пасажиропоток при нулевом а скорее всего и положительном энергобалансе т.к. в новых тролзах и рекуперация есть а с его массой это существенная энергия.

другой пример — стоимость производства моторов. мотор под реостатник раза в 4 больше и мощнее чем под частотник просто потому что тот мотор на реостате должен уметь выдерживать жуткие скачки тока на старте. это опять же понижает кпд(больше энергии тратится на извоз самого себя) и возникает вопрос о стоимости производства бОльшего кол-ва меди, большего куска чугуния и прочие нюансы которые стоят дорого с точки зрения СО2. поэтому производство этих малышей силиконовых позволяет сильно уменьшить размер чугуниевых и медных болванок под полом тролейбуса, уменьшить размеры трансформаторов на подстанциях и если все осавить максимально нагруженным как и сейчас со старыми троликами — позволит раза в два большее кол-во людей перевозить. или перевозить те же количества людей но зимой делать +25 в салоне а летом +18 кондиционировать. тут улучшится качество. Тоесть экономия электроэнергии это всегда плюс.
есть две линии в городе с тролейбусами. старыми… в них стоят реостатные регуляторы мощности. они на старте имеют кпд 5%

Законы сохранения никто не отменял. Для перевозки тонны пассажиров на километр требуется 1000 джоулей энергии в среднем за сутки. И КПД двигателя — больше 90%. При применении частотников мы меняем только пусковые токи и не рассеиваем энергию на тепло тормозных резисторов. Итак вопрос: сколько теперь нужно джоулей на перевозку тонны пассажиров на километр? Хорошо если вы получите упомянутые вами 5%. О 50% речи как-бы не идет.
другой пример — стоимость производства моторов. мотор под реостатник раза в 4 больше и мощнее чем под частотник просто потому что тот мотор на реостате должен уметь выдерживать жуткие скачки тока на старте

В плане самообразования буду рад услышать от вас информацию по сериям двигателей под частотник (т.е. которые запрещено пускать напрямую).

Я все равно не получил ответ на вопрос: на сколько реально снижается выброс СО2 при применении полупроводников?

ИМХО — полупроводники дело хорошее, оно двигает экономику-науку-производство, но с точки зрения экономии и экологии нет волшебных цифр.
ещё раз — вы часто видите тролейбусы,, летающие на максималке по городу?
У нас в одессе оби быстрее 15 кмч не ездял 90% времени. у них нет никакого регулятора напряжени я — тупо мотор через 4 резистора в сеть в разных комбинациях этих резисторов 32 ступеньки. так или иначе но когда оно трогается с места на амперметре 600 ампер есть, 400 вольт по контактной сети есть а движения нет. кпд = 0. разницу НАПРЯЖЕНИЙ мотора и сети высаживают в адские огромные мощные резисторы на крыше которые постоянно до красна раскаленные!!! вы правда не понимаете в чем проблема? половина всех электропоездов также само резисторами высаживает мегаваты в тепло просто потому что небыло в 60-х годах совецкого союза игбт сборок нужной мощности… были тиристоры но хреновые по качеству и небыло нормлаьных схем их управления.
так что все зависит от места применения но не надо говорить о 90% кпд тролейбуса… его кпд на резисторах на круг — 15% максимум… иначе это гоночный болид на кольцевой трассе — тогда да 90.
Взято с просторов интернета.
lepestriny.livejournal.com/3245977.html
Примерно то, что надо было писать
Множество копий ломается за и против троллейбусов в Москве. Выдвигается множество доводов за и против, плюсов и минусов. По сути, большинство из них сводятся к личным предпочтениям авторов. Однако, есть, как минимум, один параметр — эффективность по выбросам, который можно оценить по цифрам на калькуляторе. И конечно же, троллейбусы оказываются заметно лучше.
Выбросы автобусов, на настоящий момент, регламентируются экологическим стандартом Евро-5, в котором указываются предельные значения выбросов CO — 4 г/кВт*ч, CmHn — 0.55 г/кВт*ч и NOx — 2 г/кВт*ч. Следует отметить, что стандарт Евро-5 не регламентирует уровень парниковых газов безвредных для человека, например, основного парникового газа — CO2.
Выбросы самих троллейбусов, в силу их конструкции, отсутствуют. Поэтому, при сравнении выбросов следует учитывать выбросы электростанций. Для московских троллейбусов электричество вырабатывается на московских ТЭЦ (ТЭЦ-16, ТЭЦ-26) оснащённых современными энергоблоками ПГУ-420, которые работают на природном газе.

Автобус Евро-5 ЛиАЗ-5292 — мощность 176 кВт (240 л.с.), расход топлива 45 л/100км (рекламные характеристики для гибридной модели 136 кВт и 29 л).
Итого часовые выбросы (пусть как в рекламе, на 20 км потреблено 9 л дизтоплива обычной моделью и 6 л гибридной):
обычная модель: CO — 700 г, CmHn — 97 г, NOx — 350 г, CO2 — 22 кг;
гибридная модель: CO — 540 г, CmHn — 75 г, NOx — 270 г, CO2 — 14 кг (без учёта утилизации аккумуляторов или суперконденцаторов);

Троллейбус Тролза-5265 — мощность 170 кВт, расход 90 Вт*ч/тонн*км, вместимость 100 чел., снаряжённая масса 18000 кг.
За час сам троллейбус потребит 37 кВт*ч, средние потери контактной сети 15%, КПД ПГУ-420 — 60%, т.е. потребит 9.4 кг условного топлива или 7.1 м3 природного газа. Средняя за год мощность отопления салона для Москвы — 4.3 кВт, увеличивает выбросы ещё на 12%.
Итого часовой выброс троллейбуса питающегося от ТЭЦ с энергоблоком ПГУ-420:
CO — 22 г, CmHn — 29 г, NOx — 41 г, CO2 — 10 кг;

Кроме того, за час использования троллейбуса ещё 0.03 Гкал (32 кВт*ч) можно будет направить на нагрев горячей воды и отопление.
Автобусы Евро-5, даже гибридные и самые дорогие, загрязняют окружающую среду в существенно больше, чем троллейбусы. И проигрывают им с треском. Против второго закона термодинамики не попрешь.

P.S.
К вопросу о потерях в контактной сети троллейбусов до одной трети. Согласно СНиП 2.05.09-90 “…Падение напряжения до токоприемника подвижного состава на должно превышать в нормальном режиме питания 90 В, в вынужденном — 170 В…”. Падение 90В — соответствует потерям мощности 20%, а падение 170В — 40% потерь, но это ж потери в худшем случае, а в среднем они в два раза меньше.
P.P.S.
В худшем случае, отопления троллейбуса Тролза-5265 при -25Cº — 14 кВт, выбросы составят:
CO — 27 г, CmHn — 36 г, NOx — 51 г, CO2 — 12 кг;

Взято отсюда: www.bolshoyvopros.ru/questions/2173172-skolko-elektroenergii-potrebljaet-trollejbus.html
Если судить по статистике различных Горэлектротрансов, то в среднем отечественный троллейбус с тиристорным управлением потребляет 3,6 кВт-ч на километр пробега, из этой величины около 30% составляют потери в контактной сети, т.е. расход жнергии непосредственно самим троллейбусом будет на уровне 2,5 кВт-ч на км, или 250 кВт-ч на более привычную сотню. Для сравнения, нормативы потребления дизельного топлива городскими автобусами не превышают 40 л на 100 км.

Если брать тарифы для юридических лиц (в среднем по России 6 руб. за кВт-ч), то получается, что троллейбус на 100 км расходует 2200 рублей, а автобус — всего 1400 (при стоимости дизтоплива 35 руб. за литр). По этой причине во многих городах мира постепенно сворачивают троллейбусное движение в пользу обычных автобусов.
Сорок литров на 100 км? Литр это около 2 кВт*ч (а не 10, как следует из плотности 850 кг/куб м и теплотворной способности в 43 МДж/кг, потому что есть КПД маневрирующего дизеля, а ещё и рекуперировать некуда, и электроторможение более эффективно, чем колодками, смотреть хоть в теслы, хоть в лифы); но 80 кВт*ч на 100 км пути versus 250 — что-то тут не так в расчётах, или у троллейбусников ещё и воруют напропалую, или они, получаются, ездят на зажатых тормозах, так, что ли?

И, да, давно уже солярку по 35 не видел. По 45 запросто, но тогда 1800.
Взято с просторов интернета.

Если мы сейчас прикинем топливо от скважины до зарядной розетки электромобиля- там тоже цифры неоднозначные будут…
Мне кажется, что эксперты по интернетам — это плохие эксперты.
image
Так мы в отличии от В.И.Ленина, живем по заветам Ильича — «доверяй, но проверяй».
Поэтому и сравниваем, разные источники.
Это маломощные частотники на полевиках делают, а мощные частотники вроде 1МВт делают исключительно на тиристорах. По мере роста мощности эффективней всего применять полевики->IGBT->тиристоры. Для высоких напряжений выше 1-2кВ транзисторов раз-два и обчёлся, поэтому тиристоры.
Дополню тоже. Сейчас даже 0,63 кВт уже идут на IGBT, т.к. они более живучие при КЗ и менее чувствительны к выбросам напряжения.
Частотники это 2-6 кГц, а мосфеты целесообразно использовать на частотах от 30 кГц и выше. Ну и igbt банально дешевле, отсюда и полевиков в ПЧ не видел оооочень давно.
Автоматические стиральные машинки, кстати, выпускались и без всякой электроники. На механических командоаппаратах.
Могу сказать на собственном опыте, что силовые полупроводники могут повлиять на выбор жизненного пути.
В детстве я играл с мощными тиристорами типа ТЛ2-200 которые отец принес с работы. Меня завораживала розовая керамика корпуса, солидный витой проводник катода, тоненький управляющий электрод, пристегнутый к тросу катода пластиковой стяжкой и огромный вывод анода с резьбой и гайкой под нешуточных размеров ключ.
Вырос инженером.
image
Розовая керамика — это магия:) Особенно в сочетании с золотом :)
зы в детстве использовал такие таблетки-тиристоры на 630А как противовес для КВ антенны для заброски на дерево с балкона… извините если задел этим чувства:)
" напряжениях в сотни мегавольт. "

Это где ж такие тиристоры есть? Можно привести хоть один тип на сотню мегавольт?
А вы видели тиристор на 1 МВ? Серьезно думаете, что это все один полупроводник? Вот один тиристор (p-n-переходы) держит максимум 1 кВ, вопрос — как по вашему получается преобразовать, например, ±400 кВ от Волжской ГЭС?
Постоянка, в 400Кв? Пожалуй, это скорее в качестве исключений… таких установок по миру наверно не так уж много.
Официально 800 кВ на самом деле между нитками, а вот относительно земли +400 и -400 соответственно. Это скромно еще, вон в Экибастузе из Сибири линия идет 1150 кВ и ничего. Вообще HVDC конечно же не совсем рядовое решение, то примеров достаточно много, а в Китае их активно сейчас строят. Потери в таком решение сильно меньше, чем у переменки и можно передавать большую мощность на большое расстояние. Очень актуально, когда твоя страна больше 1000 км :))

P.S. к сожалению после 2014 года линию Волжская ГЭС — Донбасс отключили, вроде планируют разобрать, но на самой ГЭС еще стоит подстанция и выпрямители. Часть выпрямителей ртутные, а часть как раз тиристоры.
Электрические сети

Использование полупроводниковых преобразователей при транспортировке и распределении электричества позволяет экономить до 25% электричества. Таким образом, повсеместное внедрение полупроводниковых силовых компонентов позволяет отказаться от строительства новых электростанций и обойтись мощностями уже работающих.


Каким образом это можно сделать в сетях не объяснили… Экономить — имеется в виду снижать потери? Если имелась в виду вставка постоянного тока в линиях, то у нее совсем другое предназначение
Воооо, настоящие эксперты подъехали. Расскажите нам об истинном назначение линий HVDC! Экономия на потерях в 3...5%, как я понял это не самое важное и вообще не интересно, в чем же тогда суть?
Я этот абзац читал применительно к нашей стране (России). Напиши автор 5%, вопросов бы не было, откуда еще 20%?.. Повсеместное внедрение несет за собой и строительство преобразователей, об этом не упомянули. А применительно к нашей стране вставки постоянного тока применяются больше для объединения электрических сетей.
Если взять энергетику в комплексе, то 25% думаю вполне набраться могут. Когда-то работал в Водоканале над модернизацией насосной станции, там стояла куча насосов (штук 30 точно) с асинхронными электродвигателями 450...1100 кВт и синхронные машины по 1,1 МВт, так вот поголовное внедрение частотников и регуляторов, позволило уменьшить затраты электроэнергии на работу насосной станции в 2 раза.

При чем стоит понимать, что снижение потребления электроэнергии это не все. Так же вырос ресурс двигателей и насосов, т.к. режим эксплуатации стал мягким, без ударных нагрузок как на двигатель, так и сам насос. Именно эти факторы на деле дают еще большую экономию, т.к. надо меньше ремонтировать и меньше производить оборудования.

Это вот применительно к России как раз, но в других странах, включая ту же Европу, картина примерно такая же. Есть множество устаревших технологических объектов и их большинство на деле, модернизация которых позволяет говорить о таких серьезных цифрах как 25%. Странно, что не написали больше :))
Вы забываете, что переход на постоянный ток позволяет поднять напряжение в 1,41 раза.
Динамические потери из-за емкости ЛЭП могут и 15% достигать, которые полностью уходят при переходе на постоянный ток.
Еще если ЛЭП трехпроводная, то для постоянного тока нужно всего два провода. Если попеременно менять провода, подавая на каждый в 1/3 больше тока, то можно еще увеличить емкость линии.
Как видите, тут и 50% может набежать.
Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.