Die Energieübertragung erfolgt in einigen Anwendungen mithilfe von Gleichstrom (DC), vor allem aufgrund der Effizienz über große Entfernungen in bestimmten Szenarien. Gleichstromübertragungssysteme sind besonders dann von Vorteil, wenn entfernte Standorte oder Seekabel angeschlossen werden müssen, da sie einen Teil der mit der Wechselstromübertragung (AC) verbundenen Verluste vermeiden. Aufgrund geringerer Energieverluste in Übertragungsleitungen kann die Gleichstromübertragung über sehr große Entfernungen effizienter sein als die Wechselstromübertragung. Es ermöglicht außerdem eine einfachere Integration mit erneuerbaren Energiequellen und ermöglicht eine bessere Kontrolle der Energieflüsse, wodurch es für einige moderne Stromnetze und Hochspannungs-Gleichstrom-(HGÜ)-Systeme geeignet ist.
Die Energieübertragung mittels Gleichstrom (DC) erfolgt aus mehreren Gründen im Zusammenhang mit Effizienz und technologischen Anforderungen. Die Gleichstromübertragung vermeidet die mit der Wechselstromübertragung verbundenen Verluste, insbesondere über große Entfernungen, da keine Blindleistungskompensation erforderlich ist. Es vereinfacht das Design bestimmter Komponenten wie Konverter und Wechselrichter, die für die Integration erneuerbarer Energiequellen und die Steuerung des Energieflusses in modernen Netzwerken unerlässlich sind. Darüber hinaus wird Gleichstrom für bestimmte Arten elektrischer Systeme bevorzugt, beispielsweise für solche mit Batterien oder elektronischen Geräten, bei denen die Umwandlung zwischen Wechselstrom und Gleichstrom zu Ineffizienzen führen kann.
Die Energieübertragung erfolgt mit hoher Spannung, um Leistungsverluste zu minimieren und die Effizienz zu verbessern. Durch die Hochspannungsübertragung kann elektrische Energie über große Entfernungen mit geringeren Widerstandsverlusten in Übertragungsleitungen transportiert werden. Durch die Übertragung von Strom mit hoher Spannung wird der durch die Leitungen fließende Strom reduziert, was die vom Widerstand erzeugte Wärmemenge verringert. Diese Effizienz ist entscheidend für große Stromverteilungsnetze, die Strom von Kraftwerken zu Endverbrauchern transportieren müssen. Die Hochspannungsübertragung reduziert auch die Größe und die Kosten der für das Übertragungsnetz erforderlichen Leiter und Infrastruktur.
Im Zusammenhang mit elektrischer Energie bezieht sich „Gleichstrom“ im Allgemeinen auf „Konstantstrom“. Konstantstrom (CC) ist ein Betriebsmodus, bei dem der einer Last zugeführte Strom unabhängig von Spannungsänderungen konstant bleibt. Dies ist von entscheidender Bedeutung für Anwendungen, die eine präzise Stromsteuerung erfordern, beispielsweise bei LED-Treibern, beim Laden von Batterien und bei bestimmten Arten von Industrieprozessen. In einem Gleichstromsystem passt das Netzteil die Spannung an, um einen konstanten Stromfluss aufrechtzuerhalten. Dadurch wird eine konstante Leistung gewährleistet und Schäden an empfindlichen Komponenten verhindert, die bei schwankenden Stromstärken auftreten könnten.
Zu den Vorteilen der elektrischen Hochspannungsübertragung gehören:
- Reduzierte Leistungsverluste: Die Hochspannungsübertragung reduziert die Strommenge, die zur Bereitstellung der gleichen Leistungsmenge erforderlich ist, was die Widerstandsverluste in Übertragungsleitungen verringert. Dies führt zu einer effizienteren Energieübertragung über große Entfernungen.
- Kostengünstige Infrastruktur: Durch die Übertragung von Strom mit Hochspannung können Größe und Kosten von Übertragungsleitungen und anderer Infrastruktur reduziert werden. Für die Hochspannungsübertragung genügen dünnere und leichtere Leiter, wodurch sich die gesamten Material- und Baukosten verringern.
- Erhöhte Übertragungskapazität: Durch Hochspannung können größere Energiemengen über die gleiche Infrastruktur transportiert werden. Dadurch kann das Stromnetz höhere Lasten bewältigen und die Netzwerkkapazität verbessern.
- Verbesserte Spannungsregulierung: Die Hochspannungsübertragung trägt dazu bei, stabile Spannungsniveaus im Netz aufrechtzuerhalten, Spannungsabfälle zu reduzieren und eine zuverlässige Stromversorgung für Endverbraucher sicherzustellen.
