حتماً در مسافرتهای خود، متوجه دکلهای بلند خطوط انتقال برق شده‌اید.
این خطوط قادرند انرژی الکتریکی را از محل تولید در نیروگاهها با ولتاژهای بسیار بالا به محل مصرف، مثلاً در شهرها یا مراکز صنعتی انتقال دهند.
اما نکته مهم در مورد این خطوط انتقال این است که برق در آنها به صورت جریان متناوب با فرکانس ۵۰ یا ۶۰ هرتز انتقال می‌یابد.
اما جهت انتقال برق در فواصل بین کشورها یا از زیر اقیانوسها یا جهت تبدیل خطوط ۵۰ هرتز به ۶۰ هرتز یا برعکس، روش دیگری از چندین دهه گذشته پیشنهاد شده که روش انتقال جریان مستقیم نام گرفته است.
منتهی تا کنون چندان به این روش توجه نشده بود. این مقاله به دلایل گرایش دولتها و کشورها به استقرار خطوط انتقال جریان مستقیم می‌پردازد.
حدود ۵۷ سال از استقرار نخستین خط انتقال فشار قوی جریان مستقیم می‌گذرد.
ولی پس از این مدت دراز، در سالهای اخیر اهمیت آن بیشتر احساس می‌گردد.
اما چرا پس از این همه سال؟ شاید بتوان پاسخ این پرسش را در احداث نیروگاههای پرقدرت اتمی در دنیای کنونی جستجو کرد.
طرح انتقال برق به صورت جریان مستقیم، به تازگی بیشتر مورد توجه قرار گرفته است و با توجه به امکانات فنی امروزی، می‌توان این اندیشه را کاملاً علمی پنداشت.
از نظر تاریخی ساخت و استقرار نخستین خط انتقال جریان مستقیم فشار قوی در مقیاس تجاری، در سال ۱۹۵۴ توسط یک گروه به سرپرستی یک مهندس سوئدی به نام «اونولام» صورت گرفت.
این طرح شامل یک خط به طول ۹۶ کیلومتر می‌شد که ۳۰ مگاوات قدرت را در مجاورت دریای بالتیک از سرزمین اصلی کشور سوئد تا جزیره‌ای در این دریا به نام «گاتلند» انتقال می‌داد.
خیلی زود میزان انتقال انرژی سالانه به این جزیره توسط خط مزبور به مرز یکصد میلیارد وات ساعت رسید.
در سال ۱۹۶۱ خط فشار قوی جریان مستقیم دیگری بین فرانسه و بریتانیا به قدرت ۱۶۰ مگاوات کشیده شد که بخشی از کابل می‌بایست زیر دریا در کانال مانش قرار می‌گرفت.
در حال حاضر نیز خط دیگری با قدرت ۲۰۰۰ مگاوات در امتداد کانال مانش در حال ساخته شدن است.
تاریخ استقرار نخستین خط انتقال از این نوع، در آمریکای شمالی به سال ۱۹۷۰ باز می‌گردد که طی آن یک خط ۱۳۶۰ کیلومتری جهت انتقال ۱۴۴۰ مگاوات به کار برده شد و می‌توان آن را بلندترین خط انتقال جریان مستقیم و در عین حال پرظرفیت‌ترین آنها دانست.
به تازگی ظرفیت این خط به ۲۰۰۰ مگاوات افزایش یافته است .
این خط، نیروی الکتریکی تولید شده از نیروگاههای آبی سواحل اقیانوس آرام را در سراسر ایالت کالیفرنیا توزیع می‌کند.
صاعقه گیر اذرخش(ساخت ایران)
مسئله اقتصادی بودن طرح:
یکی از مهمترین دلایل روی آوری کارشناسان به کاربرد این تکنیک نوین، اقتصادی بودن آن است.
زیرا به جای ساخت نیروگاههای پرهزینه در مناطقی که نیاز به مصرف زیاد دارند، می‌توان برق اضافی را از فواصل بسیار دور بدین شیوه و با هزینه‌ای به مراتب کمتر انتقال داد.
به عنوان مثال در بعضی مناطق کانادا و سواحل غربی ایالات متحده آمریکا، منابع آبی و ذغالی بیشتری جهت تولید الکتریسیته در مقیاس وسیع وجود دارد.
در حالی که در مناطق پرمصرف دیگر چنین امکاناتی کمتر موجود است.
به عنوان مثالی دیگر دو کشور فرانسه و بریتانیا را در نظر می‌گیریم. به دلیل وجود نیروگاههای هسته‌ای زیاد در فرانسه، تولید برق این کشور در بسیاری اوقات مازاد بر مصرف است.
بدین لحاظ بریتانیا قادر خواهد بود از طریق کابل فشار قوی از میان کانال مانش، این برق اضافی را دریافت کرده و به مصرف برساند.
با سرمایه‌گذاری ثابت، تجربه نشان داده که کاربرد خطوط انتقال جریان مستقیم قادر به انتقال قدرت بیشتری در مقایسه با خطوط انتقال جریان متناوب است.
همین امتیاز دلیل عمده روی آوری به سوی احداث چنین خطوطی بوده است آن هم به جای ساخت و استقرار نیروگاههای پرهزینه‌ای که با سوخت فسیلی کار می‌کنند یا از انرژی هسته‌ای بهره می‌گیرند.
در سالهای اخیر طرحها و پروژه‌های ایجاد خطوط انتقال جریان مستقیم در کشور آمریکا بیش از هر نقطه دیگری در دنیا بوده است.
مصونیت در مقابل القای مغناطیسی
یکی دیگر از مزیتهای خطوط انتقال جریان مستقیم، مصونیت آن در برابر مشکل القای مغناطیسی و به اصطلاح، تولید «راکتانس اندوکتیو» است که در خطوط انتقال جریان متناوب ، لازم بود به نحوی مقاومت «اندوکتیو» مزبور تا حد امکان کاهش یا فته و جبران گردد.
البته با استفاده از روشهایی همچون قرار دادن خازنهای سری که خود می‌تواند منجر به ایجاد نوسانهایی در ولتاژ تغذیه شود.
کابلهای جریان مستقیم قادر به حمل توان الکتریکی بیشتر از کابلهای جریان متناوب در همان اندازه می‌باشند.
زیرا علاوه بر نبودن مشکل القای مغناطیسی، هیچ‌گونه تلفات دی‌الکتریک نیز وجود نخواهد داشت.
بدین لحاظ کاربرد آن در کابلهای بین اقیانوسی در فواصل طولانی‌تر از ۷۰ تا ۸۰ کیلومتر بسیار مطلوبتر است.
از نظر مقایسه هزینه در برابر قابلیتهای سیستم انتقال، می‌توان گفت هزینه استقرار خطوط جریان مستقیم دو سوم هزینه خطوط جریان متناوب است.
البته باید هزینه دستگاههای مبدل جریان مستقیم به متناوب و برعکس را در دو سمت خط انتقال نیز در نظر گرفت.
اما با وجود این موضوع اگر طول خط انتقال از یک حدی بیشتر باشد، در هر صورت کاربرد خط جریان مستقیم اقتصادیتر تمام می‌شود.
به عنوان مثال برای یک خط هزار واتی که هزینه تلفات آن ۴۴۰ دلار برای هر کیلووات ساعت انرژی است فاصله مرزی جهت کاربرد دو نوع خط انتقال، بین ۸۳۰ تا ۱۰۰۰ کیلومتر است.
در مراکز نیرو، جهت تبدیل جریان متناوب به مستقیم، از لامپهای تریتور استفاده می‌شود که در دو نیم سیکل متوالی، جریان را به ترتیب عبور داده یا بلوکه می‌کنند.
