Transmisia de putere generează pierderi din cauza unei varietăți de factori fizici și practici care au ca rezultat disiparea energiei sub formă de căldură și alte ineficiențe. Aceste pierderi apar în timpul procesului de transmitere a energiei electrice pe distanțe lungi de la centralele electrice la consumatori. Principalele motive pentru pierderile de transmisie de putere includ:
Rezistența liniilor de transmisie:Liniile de transmisie, care sunt folosite pentru a transporta energie electrică pe distanțe lungi, au rezistență inerentă la fluxul de curent. Această rezistență face ca o parte din energia electrică să fie convertită în căldură, în conformitate cu legea lui Ohm (V=I * R). Pe măsură ce curentul trece prin liniile de transmisie, o parte din energie se pierde sub formă de căldură din cauza rezistenței conductorilor.
Încălzire Joule:Când curentul electric trece printr-un conductor cu rezistență, acesta provoacă încălzire Joule. Acesta este fenomenul în care energia este transformată în căldură datorită rezistenței materialului. Cu cât curentul este mai mare, cu atât se generează mai multă căldură, ceea ce duce la pierderi mai mari.
Efectul asupra pielii:La frecvențe înalte sau cu curent alternativ (AC), distribuția curentului în interiorul unui conductor tinde să se concentreze mai mult spre suprafață. Acest lucru este cunoscut sub numele de efectul pielii. Deoarece porțiunea exterioară a conductorului are o secțiune transversală mai mică, rezistența crește, rezultând pierderi de energie mai mari.
Reactanță inductivă și capacitivă:Liniile de transmisie au, de asemenea, reactanță inductivă și capacitivă, care sunt proprietăți care afectează fluxul de curent alternativ. Aceste reactanțe conduc la o diferență de fază între curent și tensiune, determinând o parte a energiei să oscileze înainte și înapoi fără a fi transmisă eficient.
Descărcare corona:La tensiuni înalte, poate exista un fenomen numit descărcare corona, în care aerul din jurul liniilor de transmisie ionizează din cauza câmpului electric. Acest lucru poate duce la pierderi de energie sub formă de lumină și căldură, precum și la interferențe radio.
Pierderi la transformator:Transformatoarele sunt folosite pentru a crește sau a reduce tensiunea pentru o transmisie și distribuție eficiente. Cu toate acestea, transformatoarele suferă și pierderi din cauza rezistenței în înfășurări și miez. Aceste pierderi sunt cunoscute ca pierderi de cupru (pierderi I²R) și pierderi de fier (pierderi de histerezis și curenți turbionari).
Flux de putere reactivă:Puterea reactivă este necesară pentru menținerea nivelurilor de tensiune în sistemul de alimentare. Totuși, transmiterea puterii reactive duce și la pierderi suplimentare.
Nepotrivire între generație și consum:Generarea și consumul de energie nu sunt întotdeauna echilibrate. Transmiterea puterii pe distanțe lungi poate duce la pierderi dacă puterea generată depășește cererea sau dacă cererea este mai mare decât puterea generată.
Căderi de tensiune:Transmisia de putere pe distanțe lungi poate duce la scăderi de tensiune de-a lungul liniilor de transport, ceea ce ar putea necesita tensiuni mai mari la capătul generației pentru a compensa. Acest lucru poate duce la pierderi crescute din cauza câmpurilor electrice mai mari și a pierderilor corona.
Se depun eforturi pentru a minimiza aceste pierderi prin diferite mijloace, cum ar fi utilizarea materialelor de înaltă conductivitate, optimizarea designului liniilor de transmisie, utilizarea transformatoarelor eficiente și implementarea de tehnologii precum transmisia cu curent continuu de înaltă tensiune (HVDC) care pot reduce anumite tipuri de pierderi. Cu toate acestea, un anumit nivel de pierdere este inevitabil datorită principiilor fundamentale ale conducției electrice și transferului de energie.
