Iklan

Masa Pencerahan dari Transmisi Daya Langsung: Mengapa Sekarang dan Apa Yang Membuatnya Istimewa?

Lampu senter Anda bekerja dengan listrik, dan begitu juga lampu yang dicolokkan ke stop kontak listrik — tetapi tahukah Anda bahwa mereka bergantung pada berbagai jenis arus listrik? Arus searah dan arus bolak-balik, lebih spesifiknya. Arus listrik diklasifikasikan sebagai satu atau yang lain sesuai dengan cara arus mengalir, ukurannya (amplitudo) dan kekuatannya (tegangan). Jangan khawatir jika Anda tidak benar-benar memahami perbedaan di antara keduanya; tidak banyak orang juga yang mengerti.

Pernahkah Anda menempatkan baterai baru ke dalam barang elektronik tanpa memperhatikan, lalu bertanya-tanya mengapa baterai “tidak berfungsi”? Kemungkinan besar itu karena Anda memasukkannya dengan "+" dan "-" terbalik, dan karena baterai menggunakan DC, yang hanya mengalir ke satu arah, maka arus tidak mengalir. Ini bukan hanya baterai alkaline. Baterai yang dapat diisi ulang di smartphone kami juga menggunakan DC, dan mereka semua memberikan arus dengan aliran, amplitudo dan tegangan konstan.

Ketika Anda memasang lampu ke stop kontak listrik, Anda menggunakan AC. Seperti namanya, AC membalik arah, berkali-kali dalam sedetik, dan amplitudo dan voltasinya juga bervariasi. Dan tidak seperti baterai alkalin, AC tidak memiliki struktur "+" dan "-", yang berarti Anda tidak perlu khawatir tentang cara Anda memasukkan sesuatu ke stop kontak — listrik akan mengalir dengan baik. Sebagian besar listrik yang dihasilkan di pembangkit listrik berjalan melalui kabel listrik dan kabel servis untuk tiba di outlet Anda dalam bentuk arus bolak-balik.
Ketika Anda berpikir tentang pencahayaan rumah, AC, dan semua peralatan yang kami gunakan, jelas bahwa daya AC sejauh ini merupakan arus listrik yang paling banyak digunakan. Alasan untuk ini kembali ke penutupan abad ke-19, ketika penerangan listrik diperkenalkan - yang memicu banyak persaingan, beberapa di antaranya cukup ganas. Kikuo Takagi, yang bekerja di Divisi Sistem Transmisi & Distribusi di Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation, tahu semua tentang itu.
▼ Edison vs. Tesla: Perang Arus
"Thomas Edison, penemu bola lampu, juga membangun salah satu sistem transmisi listrik pertama di dunia. Untuk mempromosikan bohlamnya, ia pergi ke New York, di mana ia mendirikan jaringan listrik DC. Namun demikian, tidak lama setelah itu, Nikola Tesla mengembangkan teknologi untuk arus bolak-balik, meletakkan apa yang dikenal sebagai Perang Arus - pertempuran atas jenis arus mana yang lebih tepat untuk transmisi daya. Setelah kampanye yang panjang dan sengit, dan meskipun kampanye kotor yang diselenggarakan oleh Edison, arus alternatif Tesla yang meraih kemenangan. Ini karena arus bolak-balik dapat diubah dengan mudah menjadi tegangan yang berbeda dengan trafo.”  


Kikuo Takagi, Divisi Sistem Transmisi & Distribusi, Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation
Segera setelah dihasilkan, listrik harus ditransmisikan ke tempat yang akan mengkonsumsinya, seringkali dengan jarak yang jauh. Untuk melakukan itu, dan memastikan mencapai tujuannya, tegangan harus didorong selama transmisi, dan kemudian diturunkan di ujung yang lain. Namun, pada saat Edison, teknologi untuk meningkatkan dan menurunkan tegangan DC sama sekali tidak ada. AC menikmati keuntungan besar dari transmisi yang efisien, karena tegangannya dikonversi dengan mudah dengan menggunakan transformer. Dan itulah alasan mengapa AC adalah listrik yang kita andalkan setiap hari. Seperti yang dijelaskan Takagi ’"Tidak diragukan lagi bahwa AC akan menjadi mayoritas transmisi listrik di masa depan juga."

Namun, ketika tampak seolah-olah arus bolak-balik memiliki semua tetapi menghapus kelangsungan hidup arus searah, teknologi lain melangkah masuk untuk membuat perbedaan. Dan seperti dalam banyak industri, ini merupakan kemajuan dalam semikonduktor. Kami sekarang memiliki semikonduktor yang dapat mengubah AC menjadi DC, dan itu sedikit dari pengubah adegan.
Titik kunci di sini adalah bahwa DC lebih baik daripada AC dalam mentransmisikan volume besar listrik di jarak jauh. Jauh lebih baik sebenarnya. Untuk transmisi daya dari sistem tenaga angin lepas pantai, transmisi daya ke pulau-pulau terpencil, pembagian kekuasaan antar negara atau wilayah - dalam hal ini dan kasus lain di mana jarak transmisi panjang, DC adalah pilihan yang lebih baik. Dan kemajuan teknologi sekarang mari kita membuat pilihan itu.
▼ Arus Langsung vs. Dunia
 “Ketika kita mengirimkan AC, yang kita butuhkan hanyalah transformer untuk mengubahnya menjadi tegangan yang berbeda. Tetapi transmisi sebagai DC juga perlu konverter untuk mengubah AC ke DC, dan kembali lagi untuk distribusi ke pengguna. Lihatlah dari sudut pandang biaya, dan itu pasti lebih murah untuk fasilitas menggunakan AC,” jelas Takagi.
“Tapi ketika jarak menjadi pertimbangan, DC mulai bersinar. Katakanlah Anda ingin mengirim daya melalui kabel bawah laut sejauh 50 km atau 100 kilometer, atau bahkan lebih. Tidak mungkin dengan AC, karena begitu banyak daya hilang selama transmisi. DC, meskipun, dapat melakukan perjalanan 1.000, bahkan 2.000km atau lebih, tanpa masalah teknologi. ”   
Hal ini dapat sangat memperluas jarak yang dapat dilalui oleh tenaga, jika pengiriman dan penerimaan berakhir dengan peralatan yang tepat. Toshiba, pada kenyataannya, menggunakan teknologi transmisi arus searah tegangan tinggi (HVDC) di sejumlah pengaturan, termasuk proyek besar di Italia. Untuk mengetahui lebih lanjut, kami berbicara dengan Yoshimasa Sato, General Manager Transmission and Grid Solution Systems Div. Divisi Sistem Elektronik Daya di Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation
"Masalah baru-baru ini telah membuat sulit untuk membangun pembangkit listrik tenaga nuklir baru di Italia, dan mereka telah berjuang untuk mendapatkan sumber listrik yang stabil, berskala besar," Sato menjelaskan. “Untuk memerangi ini, sebuah perusahaan utilitas Italia memulai proyek untuk meletakkan 400 km kabel bawah laut melintasi Laut Adriatik, dari Cepagatti, Italia ke Kotor, Montenegro, dan untuk mengirimkan listrik dari Montenegro ke Italia. Toshiba adalah kontraktor EPC, bertanggung jawab untuk rekayasa, pengadaan, dan konstruksi.

Yoshimasa Sato, Transmisi dan Sistem Solusi Grid, Divisi Sistem Daya Elektronik, Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation


Di Montenegro, listrik, termasuk listrik dari sumber terbarukan, akan dikonversi ke DC dan dikirim melalui kabel bawah laut ke Italia, di mana akan diubah kembali menjadi AC. Sistem ini akan mengirimkan energi terbarukan dalam jarak 400 km, dan merupakan investasi yang mempertimbangkan fokus di seluruh dunia untuk menciptakan masyarakat rendah karbon, dan peran yang semakin berkembang dari energi terbarukan. Proyek multi-tahun ini, sekarang hampir selesai, akan mengubah lanskap listrik di Italia.




400 km kabel bawah laut menghubungkan Italia dan Montenegro - 400 km kabel bawah laut

Ini sebanding dengan jarak antara Los Angeles dan Las Vegas
 Gambar konseptual (CG) fasilitas konversi


Teknologi DC telah mengalami sedikit kebangkitan. Karena ini menjadi lebih umum, tidak diragukan lagi akan membantu kami memecahkan lebih banyak masalah energi di seluruh dunia.
“Saat ini di Jepang, generasi energi terbarukan telah memperoleh daya tarik di daerah-daerah seperti Hokkaido dan Kyushu, dan mereka sudah menghadapi kemungkinan menghasilkan lebih banyak energi daripada yang dapat mereka gunakan di daerah terdekat mereka. Jika memungkinkan untuk mengirim daya jarak jauh ke tempat-tempat seperti Tokyo atau Osaka yang memiliki permintaan tinggi, energi terbarukan akan menjadi lebih bermanfaat, ”kata Takagi.

Yang cukup menarik, tenaga surya dan angin menghasilkan arus listrik langsung. Jika listrik ini dapat ditransmisikan ke daerah-daerah dengan permintaan tinggi, ini akan menjadi langkah maju yang besar untuk energi terbarukan secara keseluruhan. Jepang dikelilingi di semua sisi oleh samudra - perkembangan baru ini bisa menjadi kekuatan pendorong di belakang mempopulerkan sistem tenaga angin lepas pantai.

Kebetulan WWF Jepang, cabang Jepang dari salah satu organisasi pelestarian lingkungan terbesar di dunia, baru saja tahun lalu mengusulkan tujuan jangka panjang bagi Jepang untuk hanya menggunakan energi terbarukan pada tahun 2050. Teknologi langsung saat ini tidak diragukan lagi akan berfungsi sebagai sekutu besar dalam perjalanan menuju tujuan ini.

Memang, ada masalah dari sudut pandang biaya. Tetapi mengembangkan "jaringan listrik masa depan" masih dimungkinkan, selama jaringan listrik yang ada digunakan dan fasilitas konversi dibangun hanya jika diperlukan di lokasi yang efisien dan efektif. Siapa yang akan mengira kemungkinan pasokan listrik di masa depan akan muncul dari kombinasi strategis arus bolak-balik dan langsung — yang dulu pernah berseberangan dalam "perang" teknologi yang terkenal?

Menyeimbangkan investasi dengan manfaat tentu saja juga penting. Namun, metode mengevaluasi manfaat dan nilai berubah seiring berjalannya waktu. Ketika kami di Toshiba bergerak ke masa depan, kami harus berinvestasi dalam infrastruktur sosial dengan mata yang tajam untuk tren. Dengan teknologi arus searah, kami tepat di jalurnya.

# # #
■ Deskripsi
Arus searah saat ini sedang menikmati masa kebangkitan. Ini dapat ditransmisikan dalam jarak jauh, yang berarti dapat membantu menyelesaikan berbagai masalah yang berhubungan dengan energi di seluruh dunia. Penggunaan teknologi arus langsung ini memiliki potensi untuk memperluas lingkup jaringan listrik secara umum dan mengubah lanskap energi dunia seperti yang kita ketahui.