moni yllättyy kuullessaan, että sähköä ei sinänsä voi varastoida-ainakaan taloudellisesti merkittäviä määriä (enemmän kuin mitä akusta löytyy).
tämä tarkoittaa, että sähköä on tuotettava ja tuotettava juuri sillä hetkellä, kun sitä tarvitaan. Tämä on mahdollista siirtoverkon avulla, joka tuottaa sinulle sähköä hämmästyttävällä nopeudella 186000 mailia tunnissa (lähes valonnopeus).
kuten on esitetty Understanding Transmission-julkaisussa, sähköjärjestelmä käsittää tuotannon, siirron ja jakelun. Bulkkisiirtojen tarve syntyi, kun sähkön kysyntä kasvoi ja pienet voimalat, jotka pystyivät palvelemaan vain lähialuettaan, kävivät riittämättömiksi. Uudemmat, isommat voimalat tulivat linjalle, mutta olivat kaukana kuormituskeskuksistaan. Voimajohdot olivat ainoa keino saada virtaa sinne, missä sitä tarvittiin.
Kaukasuksen voimaloiden liittäminen asiakkaisiin toi myös pienen ongelman. Sähkö on siirrettävä johtoja pitkin. Johdot luovat vastustuskykyä energian virtausta ja että vastus luo pieniä häviöitä määrä energiaa lähetetään. Ei ole iso juttu hyvin lyhyillä matkoilla, mutta mitä pidempi johto, sitä suurempi vastus ja sitä suuremmat tappiot.
ratkaisu vastusongelmaan on lisätä jännitettä (tai ”painetta”), jolla sähköä työnnetään johtojen läpi. Mitä suurempi jännite, sitä paremmin järjestelmä pystyy voittamaan resistanssin ja minimoimaan häviöt. Niinpä nykyään, kun energia kulkee satojen tai tuhansien kilometrien päässä siitä, mistä se on tuotettu, 230, 500 tai 765 kilovoltin suurjännitelinjat varmistavat, että sähkö toimitetaan nopeasti ja mahdollisimman vähäisin energiahäviöin.
Miksi Tornit?
vaikka sähköä voidaan joskus siirtää maan alla, ”bulkkisiirtojärjestelmissä” käytetään usein yläpuolisia johtoja. Yleinen kysymys ilmajohtojen osalta varsinkin suunnitteluprosessin aikana on, miksi näin suuria terästorneja tarvitaan. Kaksi ensisijaista vastausta ovat turvallisuus ja luotettavuus.
käytettyjen suurten jännitteiden vuoksi paikalliset, osavaltiolliset ja liittovaltion säädökset asettavat tiettyjä vaatimuksia voimajohtojen rakentamiselle ensisijaisesti turvallisuuden vuoksi. Yksi näistä keskeisistä vaatimuksista liittyy siihen, kuinka korkealla maastossa johtojen on oltava alimmassa pisteessään (tunnetaan nimellä ”välys”). Maavaravaatimukset voivat vaihdella suuresti, mutta 60-150 jalan väli on yleinen.
korkeusvaatimusten mukana tulee täydentävä vakauden tarve. Voimajohtojen ja tornien on kestettävä monenlaista ympäristön vastoinkäymistä kovasta tuulesta pakkaseen, jolloin jää-ja lumikerrostumat saattaisivat muuten romahduttaa radan tai tornin. Tämän vuoksi korkeajännitetornit rakennetaan yleensä kestämään niin sanottuja 50 tai 100 vuoden myrskyjä, jotta sääolosuhteet eivät keskeytä sähkönjakelun kulkua.
johtojen sisällä
virta kulkee johtojen kautta vaihto-tai tasavirralla. Molemmissa on etunsa; ”kolmivaiheinen vaihtovirta” on kuitenkin yleisin maailmalla käytetty menetelmä.
vaihtovirran (AC) siirrossa sähkövarauksen liike kääntää ajoittain suuntaa. Kolmivaiheisessa VAIHTOVIRTAJÄRJESTELMÄSSÄ johdot kuljettavat kolmea vaihtovirtaa, jotka saavuttavat huippuarvonsa eri aikoina.
kolmivaiheiset järjestelmät voidaan luokitella myös yksi-tai kaksoispiirijärjestelmiksi. Kaksoispiiri tarkoittaa, että siirtorakenteessa on kaksi sarjaa siirtolinjoja, joissa kussakin on kolme johtinta (johtoa).
tasavirtajärjestelmissä sähkövarauksen virtaus on vain yhteen suuntaan. Järjestelmä toimii vakioidulla maksimijännitteellä, joka mahdollistaa sen, että olemassa olevat voimajohdon käytävät, joissa on samankokoisia johtimia, voivat kuljettaa 100% enemmän virtaa alueelle, jonka kulutus on suurempi kuin vaihtovirtaa.
kolmivaiheisia VAIHTOVIRTAJÄRJESTELMIÄ pidetään yleensä TASAVIRTAJÄRJESTELMIÄ edullisempina lyhyemmillä matkoilla (alle 400 mailia). AC tarjoaa myös joitakin etuja tehostamalla ja porrastamalla (KS. alla), jotka voivat tehdä siitä paremman vaihtoehdon, kun linjalla on useita väliyhteyksiä palvelemaan sen reitin varrella olevia yhteisöjä.
pidemmillä matkoilla ja lyhyemmilläkin matkoilla, joissa välihanoja ei ole, TASAVIRTAJÄRJESTELMILLÄ on kaksi etua sen lisäksi, että ne pystyvät tuottamaan huomattavasti enemmän tehoa. Ensinnäkin ne ovat halvempia rakentaa, koska ne eivät tarvitse niin paljon johtoja kuin kolmivaiheiset järjestelmät. Toiseksi, ne ovat tehokkaampia kannalta estää sähköhäviöt johtuvat vastus linjat. Kolmanneksi TASAVIRTAJÄRJESTELMÄT tarjoavat myös luotettavuuteen liittyviä etuja. Kuormitusmuutokset, jotka voisivat aiheuttaa VAIHTOVIRTAVERKON joidenkin osien synkronoimattomuutta ja aiheuttaa sähköverkon katkoksia, eivät vaikuttaisi samalla tavalla esimerkiksi TASAVIRTAJÄRJESTELMÄÄN. Lisäksi tällaisessa tilanteessa TASAVIRTAYHTEYTTÄ voitaisiin käyttää TASAVIRTAVERKON vakauttamiseen.
TASAVIRTAJÄRJESTELMILLÄ on myös haittansa, erityisesti kustannuksiltaan ja jännitteen nostamiseen ja laskemiseen liittyviltä laitteilta, mutta kun otetaan huomioon tasavirran edut kokonaisuudessaan, monet sähköverkonhaltijat harkitsevat TASAVIRTAJÄRJESTELMIEN laajempaa käyttöä.
ylös-ja alasampuminen
vaikka suurjännitelankojen läpi kulkevan sähkön voima voi olla 230, 500 tai 765 kilovolttia takana, ei virtaus ala sillä tavalla tuotantolähteestä; eikä se myöskään lopu, kun sähkö pääsee taloosi. Itse asiassa, se ei olisi turvallista kummassakaan päässä, jos niin olisi.
siirtoverkossa Sähköasemat ja muuntajat ovat keskeisessä asemassa lisäämällä jännitettä generaattorista irtotavarana oleviin siirtolinjoihin ja siirtämällä sitä siirtolinjoilta paikallislinjoille, jotka jakavat sähkön kotiisi.
kun energiaa syntyy, se jättää voimalaitoksen lähteen noin 20 kilovolttiin. Muuntajat nostavat sitten jännitteen sopivalle tasolle siirtoon – aivan kuten pumppua käytettäisiin lisäämään vedenpainetta putkessa.
kun sähkö saapuu kuormakeskukseen, paikallinen sähkölaitos toimittaa sen lähiöille ja yrityksille alentamalla jännitettä sähköasemien kautta ja lähettämällä sen syöttö – (tai jakeluverkkoa) pitkin. Pääjakelulinjojen Jännitteet toimivat 2,4-34,5 kilovoltin välillä. Tämän jälkeen jännite lasketaan uudelleen jakelumuuntajien kautta 120 ja 240 voltin asuintasoille.