Suurjännitetasavirta

Suurjännitetasavirta (HVDC) on korkeajännitteistä tasavirtaa, jota käytetään sähkönsiirrossa maiden ja voimalaitoksista etäisten sähkön kulutusalueiden välillä. 
Suurjännitetasavirta on erilainen teknologia kuin sähkönsiirtokaapeleiden tavanomainen vaihtovirta.
Suuri jännite mahdollistaa sähkönsiirron pitkillä etäisyyksillä vähäisimmin häviöin. Normaalisti käytetty vaihtovirta on helpompi muuntaa korkealle jännitteelle ja siirtää sähköverkon sisällä, mutta tasavirran avulla voidaan yhdistää sähköverkot, jotka eivät ole synkronissa. Tämän vuoksi suurjännitetasavirtaa käytetään pitkillä etäisyyksillä eri valtioiden ja sähköverkkojen välillä ja suurjännitetasavirtakaapeleita voidaan vetää merten poikki. 

Esimerkiksi Kiinassa Kolmen rotkon pato yhdistyy Shanghaihin suurjännitetasavirtakaapelilla.

Yleistä
Suurjännitetasavirtakaapeleita on erityisesti Euroopassa ja Kiinassa. Pitkän etäisyyden sähkönsiirrolla uusiutuvan energian osuuden kasvattaminen sähköntuotannossa helpottuu, kun tuulivoiman sekä aurinkoenergian vaihtelevuus vähenevät, kun sähköä tuotetaan ja siirretään laajemmalta alueelta, jolloin paikalliset sääilmiöt eivät vaikuta sähköntuotantoon yhtä paljon.
Kiinassa ja Brasiliassa suurjännitetasavirtakaapeleita käytetään vesivoiman siirtämiseen kulutusalueille. Suurjännitetasavirtakaapelit tasaavat sähkön saatavuutta ja suurjännitetasavirtakaapelit ovat sen vuoksi vaihtoehto energian varastoinnille. Lisäksi vesivoimalla tuotetun sähkön laajempi hyödyntäminen ja ylimääräisen energian varastoiminen vesivoimaloiden patoaltaisiin lisäävät energiavarmuutta. Euroopassa on suunnitelmissa yhdistää Islannin ja Irlannin sähköverkot Isoon-Britanniaan. Tällöin uusiutuvan energian kehittäminen Islannissa ja Irlannissa mahdollistuvat ja Isossa-Britanniassa uusiutuvan energian osuus sähkönkulutuksesta kasvaa. Norjan vesivoimaa voidaan hyödyntää Isossa-Britanniassa ja Manner-Euroopassa suurjännitetasavirtakaapeleiden avulla. Saharan aavikolla tuotettua aurinkoenergiaa sekä Länsi-Afrikan tuulivoimaa saatetaan tulevaisuudessa siirtää Eurooppaan suurjännitetasavirtakaapelein. Esimerkiksi 15 prosenttia Euroopan sähkönkulutuksesta voitaisiin kattaa Saharassa tuotetulla aurinkoenergialla.

Toimittajat
ABB ja Siemens kilpailevat suurjännitetasavirran teknologiassa ja toimituksissa. Eräässä Siemensin suurjännitetasavirtakaapelissa häviö per 100 km on 0,9 prosenttia. Sahara Wind -hankkeen laskelmassa 3 500 kilometrin pituisen suurjännitetasavirtakaapelin keskimääräinen häviö olisi vain 7,5 prosenttia. ABB on kehittänyt hybridikatkaisijan suurjännitetasavirtaverkkoihin vuonna 2012.

Kaapeliyhteydet maailmassa
Vuonna 2018 maailmassa oli yli 200 HVDC-linjaa. Suomen ja Ruotsin välinen yhteys on nimeltään Fenno-Skan.

Kustannukset
Erään arvion mukaan 1 000 kilometrin pituisen HVDC-sähkökaapelin vetäminen Islannista Britteinsaarille maksaisi 3,5 miljardia euroa. Saksan ja Norjan välisen Nordlink-kaapelin pituus on 623 kilometriä, josta 516 kilometriä kulkee meren pohjassa. Nordlinkin kustannusarvio on 1,5–2 miljardia euroa.

UHVDC
ABB:n mukaan UHVDC-linja voidaan rakentaa 3000 kilometrin pituiseksi ja linjan sähkönsiirtokapasiteetti on 50 prosenttia korkeampi. Vuonna 2017 Intiassa on päätetty rakentaa yli 1800 kilometrin pituinen UHVDC-linja.

Lähteet

Aiheesta muualla

HVDC – a key solution in the future transmission system 

Sähkönsiirto