Đằng sau nguồn cung cấp điện toàn cầu là một hệ thống phức tạp và hiệu quả hỗ trợ hoạt động của các thành phố và ngành công nghiệp, và cốt lõi của tất cả nằm ở công nghệ truyền tải điện. Dòng điện xoay chiều (AC) và dòng điện một chiều (DC) đều đóng vai trò quan trọng. Mặc dù cả hai đều là dạng điện, nhưng chúng có những khác biệt cơ bản về cách truyền tải. Những khác biệt này không chỉ ảnh hưởng đến hiệu quả phân phối điện mà còn có tác động đến môi trường và hậu quả kinh tế. Đóng vai trò quan trọng.
Dòng điện xoay chiều sử dụng máy biến áp để tăng và giảm điện áp, phù hợp cho việc truyền tải điện đi xa.
Dòng điện xoay chiều, do có sự thay đổi định kỳ về hướng và biên độ, đặc biệt thích hợp để truyền tải điện áp cao, thường nằm trong khoảng từ 700 V đến 765 kV. Khi điện áp quá cao, sẽ tránh được tình trạng mất mát năng lượng lớn trong quá trình truyền tải. Dòng điện xoay chiều sử dụng đặc tính của máy biến áp để điều chỉnh điện áp giữa nguồn phát và nguồn phân phối. Ở Bắc Mỹ, mạng lưới truyền tải điện xoay chiều được kết nối trực tiếp với nhu cầu của người dùng, cải thiện đáng kể hiệu quả và độ tin cậy của việc truyền tải điện.
Trong khi đó, DC đáng tin cậy hơn trên khoảng cách xa, đặc biệt là giữa các cáp ngầm dưới biển và lưới điện không đồng bộ. Mặc dù công nghệ DC thường không được sử dụng rộng rãi như AC, nhưng trong một số tình huống cụ thể, DC có khả năng thích ứng về mặt kinh tế và kỹ thuật tốt hơn.Dòng điện một chiều có hiệu suất truyền tải năng lượng tốt hơn, đặc biệt là khi phải truyền tải trên những khoảng cách xa.
Hiệu suất truyền tải điện bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm lựa chọn điện áp, vật liệu của dây dẫn và phương pháp lắp đặt. Theo truyền thống, dòng điện xoay chiều điện áp cao là dòng chính của các mạng lưới điện quy mô lớn, đặc biệt là trong các lưới điện liên kết ở Bắc Mỹ và Châu Âu. Tính kinh tế và trình độ công nghệ của dòng điện xoay chiều khiến nó trở nên không thể thay thế trong việc xây dựng lưới điện nói chung.
Tuy nhiên, khi nhu cầu về năng lượng tái tạo tăng lên, dòng điện một chiều đang bắt đầu cho thấy những ưu điểm của nó. Đặc biệt trong việc tích hợp các nguồn năng lượng không ổn định như năng lượng mặt trời và năng lượng gió, dòng điện một chiều có thể ứng phó tốt hơn với những thay đổi và giảm tổn thất năng lượng, điều này rất quan trọng cho sự phát triển bền vững trong tương lai.
Việc lựa chọn hình thức hiện tại phù hợp không chỉ ảnh hưởng đến lợi ích kinh tế mà còn liên quan trực tiếp đến việc bảo vệ môi trường và sử dụng năng lượng bền vững.
Trong quá trình phát triển truyền tải điện, có cả thách thức và cơ hội. Việc xây dựng và vận hành hệ thống truyền tải điện cao thế đòi hỏi chi phí cao, đặc biệt là từ những năm 1960. Với việc thay thế các thiết bị cũ và tiếp cận năng lượng tái tạo, tính ổn định và độ tin cậy của lưới điện phải đối mặt với những thách thức đáng kể. Ngoài ra, thiên tai, thay đổi nhu cầu điện và tăng trưởng dân số có thể ảnh hưởng đến nguồn cung cấp điện ổn định.
Do đó, các công ty điện lực có thể cần sử dụng công nghệ DC rộng rãi hơn trong tương lai để ứng phó với nhu cầu thay đổi. Đồng thời, việc cải thiện hiệu suất truyền tải cũng sẽ trở thành một cân nhắc quan trọng trong thiết kế hệ thống điện trong tương lai. Việc kết hợp những ưu điểm của AC và DC thông qua công nghệ lưới điện thông minh hơn sẽ mở ra hướng đi mới cho nguồn cung cấp điện bền vững hơn.
Trước những thay đổi trên thị trường điện toàn cầu, việc lựa chọn giữa AC và DC sẽ trở thành trọng tâm phát triển trong tương lai của các công ty điện lực.
Trong thời đại phát triển nhanh chóng của Internet và năng lượng tái tạo, làm thế nào chúng ta có thể tận dụng hiệu quả những lợi thế của AC và DC để đảm bảo tính bền vững của nguồn cung cấp điện trong tương lai?