Šajā emuāra ierakstā tiek aplūkoti maiņstrāvas sistēmas, kas 130 gadus ir dominējusi enerģētikas jomā, ierobežojumi un tiek pētīts, kāpēc līdzstrāva atkal piesaista uzmanību.
19. gadsimta beigās, kad tika izgudrota elektrība, cilvēce nonāca vēsturiskā krustcelēs, jo tai bija jāizveido energoapgādes standarts. Bija skaidrs, ka elektrība kļūs par rūpniecības un mājsaimniecību enerģijas avotu, un nākotnes energosistēmu noteiks tas, cik efektīvi šī elektrība tiks piegādāta. Šajā kritiskajā periodā sadūrās divi ģēniji, kas bija Edisons, kurš atbalstīja līdzstrāvu (DC), un Tesla, kurš atbalstīja maiņstrāvu (AC). Edisons apgalvoja, ka enerģija jāpiegādā, izmantojot līdzstrāvu (DC), kur strāvas virziens un lielums paliek nemainīgs, savukārt Tesla uzstāja uz maiņstrāvu (AC), kur virziens un lielums periodiski mainās. Viņu sāncensība pārsniedza tikai tehniskas debates; tā bija izšķiroša izvēle, kas noteica cilvēces energoapgādes metodi un dzīvesveidu. Šis process izraisīja padziļinātas diskusijas par dažādu enerģijas pārvades metožu priekšrocībām un trūkumiem.
Edisona uzstājība uz līdzstrāvu bija cieši saistīta ar viņa izgudrojumu — kvēlspuldzi. Kvēlspuldzēm bija nepieciešams stabils spriegums un pastāvīga strāvas plūsma, kas padarīja līdzstrāvas jaudu piemērotu. Edisons atbalstīja līdzstrāvu, uzsverot tās nedalāmo saistību ar savu izgudrojumu. Tomēr tehniski līdzstrāvai bija ievērojami jaudas zudumi, ja to pārraidīja lielos attālumos. Savukārt Tesla atbalstīja maiņstrāvas (AC) sistēmu, kas varētu atrisināt efektivitātes problēmu tālsatiksmes pārraidē. Jaudas zudumi tajā laikā bija liela problēma, un maiņstrāvai bija ievērojama priekšrocība zudumu samazināšanā lielos attālumos, jo spriegumu varēja viegli palielināt, izmantojot transformatorus. Līdz ar to Teslas maiņstrāvas sistēma galu galā guva virsroku, un mūsdienās maiņstrāva parasti tiek izmantota, izmantojot transformatorus un kontaktligzdas.
Tomēr pēdējā laikā dažādās vietās parādās centieni atgriezties pie līdzstrāvai (DC), apšaubot maiņstrāvas statusu kā standarta barošanas avota metodi vairāk nekā 130 gadus. Kas varētu būt šo pārmaiņu cēlonis?
Tāpat kā cilvēks noliecas vai stiepjas, lai izvairītos no šķēršļa, arī elektrība maina savu plūsmu, sastopoties ar pretestību ķēdē. Pretestība ir šķērslis, kas kavē elektrības plūsmu ķēdē, un tā izraisa daļu elektroenerģijas zudumu. Šīs pretestības samazināšana jaudas pārvades laikā ir kritisks izaicinājums efektivitātes uzlabošanai. Līdzstrāvas (DC) sistēmās šī pretestība paliek nemainīga. Tomēr maiņstrāvas (AC) sistēmās strāvas virziens periodiski mainās, radot papildu pretestību. To sauc par reaktivitāti, un iegūtie jaudas zudumi ir zināmi kā reaktīvā jauda. Reaktīvā jauda ir iekļauta strāvā, bet tā ir liekā jauda, ko praktiski nevar izmantot kā enerģijas avotu. Lai gan īsos pārraides attālumos tā nav liela problēma, palielinoties attālumiem, līniju pretestība un reaktīvā pretestība palielinās, izraisot reaktīvās jaudas pieaugumu un pārraides efektivitātes samazināšanos. Citiem vārdiem sakot, maiņstrāvas sistēmas var kļūt neefektīvas tālsatiksmes pārraidei.
Turklāt, papildus jaudas zudumu apjomam pārraides laikā, svarīga ir arī ekonomiskā jaudas pārraides metode. Izmantojot maiņstrāvu, gan strāvas, gan sprieguma lielums pastāvīgi svārstās, tāpēc ir jāņem vērā visas iespējamās variācijas. Turpretī līdzstrāvas sistēmām strāva plūst nemainīgā virzienā, kas samazina konstrukcijas sarežģītību un samazina iekārtu un uzstādīšanas izmaksas. Turklāt reaktivitāte — parādība, kas raksturīga tikai maiņstrāvai — līdzstrāvas sistēmās nepastāv, padarot līdzstrāvu relatīvi stabilāku un piemērotāku lielas jaudas pārraidei. No šī viedokļa līdzstrāvas sistēmām ir potenciāls piegādāt jaudu stabilāk un ekonomiskāk.
Augstsprieguma līdzstrāvas (HVDC) tehnoloģija kļūst par jaunu risinājumu, ko virza tehnoloģiskie sasniegumi. Šī metode pārveido elektrostacijās saražoto augstsprieguma maiņstrāvu līdzstrāvā, izmantojot pārveidošanas iekārtas pārraidei, un pēc tam saņēmēja galā, izmantojot pārveidotājus, to atkal pārveido maiņstrāvā.
Lai gan paša līdzstrāvas sprieguma pārveidošana ir sarežģīta, pusvadītāju ierīces, piemēram, **tiristori** vai IGBT, tagad var ģenerēt augstsprieguma līdzstrāvu. Līdzstrāvas sistēma ir stabila, jo strāvas virziens ir nemainīgs, tādējādi novēršot reaktivitāti. Turklāt tai nav reaktīvās jaudas, padarot to efektīvāku nekā maiņstrāvas sistēmas.
HVDC tehnoloģija ar šīm dažādajām priekšrocībām jau tiek izmantota dažādās jomās. Dienvidkorejā kopš 1990. gs. deviņdesmito gadu beigām zemūdens kabeļi ir savienojuši Džedžu salu ar Džindo un Henamu, nodrošinot līdzstrāvas pārvadi. Eiropā, savienojot valstu elektrotīklus, tiek veidota kontinenta mēroga elektroapgādes sistēma. Turklāt tā ir labi piemērota enerģijas pārvadei no jūras vēja parkiem, kas ir atjaunojamās enerģijas veids, nodrošinot stabilu elektroapgādi.
Protams, tā kā pēdējo 130 gadu laikā jau ir izveidoti uz maiņstrāvas bāzes veidoti elektrotīkli, to pārveidošana par līdzstrāvu īstermiņā rada ievērojamas problēmas. Turklāt, lai komercializētu, ir jāatrisina tādas problēmas kā harmoniku problēmas, kas rodas, pārveidojot augstsprieguma maiņstrāvu par līdzstrāvu. Tomēr, ja šīs problēmas tiks atrisinātas, pateicoties nepārtrauktiem pētījumiem un tehnoloģiju attīstībai, līdzstrāvas sistēmas tuvākajā nākotnē kļūs par galveno tehnoloģiju videi draudzīgiem un efektīviem elektrotīkliem.
Lai gan Edisons pirms 130 gadiem zaudēja Strāvu karā līdzstrāvas sistēmu ierobežojumu dēļ, mūsdienās, pateicoties progresīvām tehnoloģijām, līdzstrāvas barošanas avoti tiek pārskatīti, faktiski iezīmējot Edisona atriebības sākumu.
