या ब्लॉग पोस्टमध्ये १३० वर्षांपासून वीज वापरणाऱ्या एसी सिस्टीमच्या मर्यादांचे परीक्षण केले आहे आणि डीसीकडे पुन्हा लक्ष का आकर्षित होत आहे याचा शोध घेतला आहे.
१९ व्या शतकाच्या शेवटी, जेव्हा विजेचा शोध पहिल्यांदा लागला, तेव्हा मानवजात एका ऐतिहासिक वळणावर उभी होती, वीज पुरवठ्यासाठी एक मानक स्थापित करण्याची आवश्यकता होती. हे स्पष्ट होते की वीज उद्योग आणि घरांसाठी वीज स्रोत बनेल आणि भविष्यातील वीज व्यवस्था ही वीज कशी कार्यक्षमतेने पुरवली जाते यावर अवलंबून असेल. या गंभीर काळात ज्या दोन प्रतिभावान व्यक्तींमध्ये संघर्ष झाला ते म्हणजे डायरेक्ट करंट (DC) चा पुरस्कार करणारे एडिसन आणि अल्टरनेटिंग करंट (AC) चे समर्थन करणारे टेस्ला. एडिसनने असा युक्तिवाद केला की वीज थेट करंट (DC) द्वारे पुरवली पाहिजे, जिथे करंटची दिशा आणि परिमाण स्थिर राहतो, तर टेस्लाने अल्टरनेटिंग करंट (AC) वर आग्रह धरला, जिथे दिशा आणि परिमाण वेळोवेळी बदलतात. त्यांच्यातील स्पर्धा केवळ तांत्रिक वादविवादाच्या पलीकडे गेली; मानवजातीची वीज पुरवठा पद्धत आणि जीवनशैली निश्चित करणारी ही एक महत्त्वाची निवड होती. या प्रक्रियेमुळे विविध पॉवर ट्रान्समिशन पद्धतींच्या फायद्यांवर आणि तोट्यांवर सखोल चर्चा सुरू झाली.
एडिसनचा डायरेक्ट करंटवरील आग्रह त्याच्या शोधाशी, इनकॅन्डेसेंट लाइट बल्बशी जवळून जोडलेला होता. इनकॅन्डेसेंट बल्बसाठी स्थिर व्होल्टेज आणि स्थिर करंट प्रवाह आवश्यक होता, ज्यामुळे डायरेक्ट करंट पॉवर योग्य बनली. एडिसनने डायरेक्ट करंटला पाठिंबा दिला, त्याच्या शोधाशी त्याचा अविभाज्य संबंध अधोरेखित केला. तथापि, तांत्रिकदृष्ट्या, लांब अंतरावर प्रसारित करताना डायरेक्ट करंटला लक्षणीय वीज हानी सहन करावी लागली. दुसरीकडे, टेस्लाने अल्टरनेटिंग करंट (एसी) सिस्टमला पाठिंबा दिला, ज्यामुळे लांब अंतराच्या ट्रान्समिशनमध्ये कार्यक्षमता समस्या सोडवता आली. त्या वेळी वीज हानी ही एक मोठी समस्या होती आणि ट्रान्सफॉर्मर वापरून व्होल्टेज सहजपणे वाढवता येत असल्याने एसीचा लांब अंतरावरील तोटा कमी करण्यात महत्त्वपूर्ण फायदा होता. परिणामी, टेस्लाची एसी सिस्टम शेवटी जिंकली आणि आज, एसी करंट सामान्यतः ट्रान्सफॉर्मर आणि आउटलेटद्वारे वापरला जातो.
तथापि, अलिकडेच, विविध ठिकाणी डायरेक्ट करंट (डीसी) वर परत जाण्याचे प्रयत्न सुरू आहेत, ज्यामुळे १३० वर्षांहून अधिक काळ मानक वीजपुरवठा पद्धती म्हणून एसीचा दर्जा आव्हानात्मक ठरत आहे. या बदलाचे कारण काय असू शकते?
ज्याप्रमाणे एखादी व्यक्ती अडथळा टाळण्यासाठी वाकते किंवा ताणते, त्याचप्रमाणे सर्किटमध्ये प्रतिकार येतो तेव्हा वीज देखील तिचा प्रवाह बदलते. सर्किटमध्ये विजेच्या प्रवाहात अडथळा निर्माण करणारा अडथळा म्हणजे रेझिस्टन्स आणि त्यामुळे काही विद्युत ऊर्जा नष्ट होते. पॉवर ट्रान्समिशन दरम्यान हा रेझिस्टन्स कमी करणे हे कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी एक महत्त्वाचे आव्हान आहे. डायरेक्ट करंट (DC) सिस्टीममध्ये, हा रेझिस्टन्स स्थिर राहतो. तथापि, अल्टरनेटिंग करंट (AC) सिस्टीममध्ये, करंटची दिशा वेळोवेळी बदलते, ज्यामुळे अतिरिक्त रेझिस्टन्स निर्माण होतात. याला रिअॅक्टन्स म्हणतात आणि परिणामी वीज कमी होणे रिअॅक्टिव्ह पॉवर म्हणून ओळखले जाते. रिअॅक्टिव्ह पॉवर ही करंटमध्ये समाविष्ट असते परंतु ती अतिरिक्त पॉवर असते जी व्यावहारिकरित्या ऊर्जा स्रोत म्हणून वापरली जाऊ शकत नाही. जरी कमी ट्रान्समिशन अंतरांसाठी ही एक मोठी समस्या नसली तरी, अंतर वाढत असताना, रेषांचा रेझिस्टन्स आणि रिअॅक्टन्स वाढतो, ज्यामुळे रिअॅक्टिव्ह पॉवर वाढते आणि ट्रान्समिशन कार्यक्षमता कमी होते. दुसऱ्या शब्दांत, एसी सिस्टीम लांब-अंतराच्या ट्रान्समिशनसाठी अकार्यक्षम होऊ शकतात.
शिवाय, ट्रान्समिशन दरम्यान होणाऱ्या वीज नुकसानाच्या पलीकडे, आर्थिकदृष्ट्या वीज प्रसारित करण्याची पद्धत देखील महत्त्वाची आहे. एसी वापरताना, करंट आणि व्होल्टेज दोन्हीचे परिमाण सतत चढ-उतार होत राहते, ज्यामुळे सर्व संभाव्य बदलांसाठी डिझाइन विचारात घेणे आवश्यक असते. याउलट, डीसी सिस्टीममध्ये सतत दिशेने प्रवाहित होणारा विद्युत प्रवाह असतो, ज्यामुळे डिझाइनची जटिलता कमी होते आणि उपकरणे आणि स्थापना खर्च कमी होतो. शिवाय, रिएक्टन्स - एसीमध्ये एक अद्वितीय घटना - डीसी सिस्टीममध्ये अस्तित्वात नाही, ज्यामुळे डीसी तुलनेने अधिक स्थिर आणि उच्च-क्षमतेच्या ट्रान्समिशनसाठी योग्य बनते. या दृष्टिकोनातून, डीसी सिस्टीममध्ये अधिक स्थिर आणि आर्थिकदृष्ट्या वीज वितरित करण्याची क्षमता असते.
तंत्रज्ञानातील प्रगतीमुळे हाय व्होल्टेज डायरेक्ट करंट (HVDC) तंत्रज्ञान एक नवीन उपाय म्हणून उदयास येत आहे. ही पद्धत पॉवर प्लांटमध्ये निर्माण होणाऱ्या हाय-व्होल्टेज एसी पॉवरला ट्रान्समिशनसाठी कन्व्हर्जन उपकरणांचा वापर करून DC मध्ये रूपांतरित करते, नंतर वापरण्यासाठी कन्व्हर्टर्स वापरून रिसीव्हिंग एंडवर एसीमध्ये परत रूपांतरित करते.
डीसी व्होल्टेज रूपांतरित करणे कठीण असले तरी, **थायरिस्टर्स** किंवा आयजीबीटी सारखी अर्धसंवाहक उपकरणे आता उच्च-व्होल्टेज डीसी निर्माण करू शकतात. डीसी सिस्टम स्थिर आहे कारण करंट दिशा स्थिर आहे, ज्यामुळे रिअॅक्टन्स कमी होते. शिवाय, त्यात कोणतीही रिअॅक्टिव्ह पॉवर नाही, ज्यामुळे ती एसी सिस्टमपेक्षा अधिक कार्यक्षम बनते.
या विविध फायद्यांसह, एचव्हीडीसी तंत्रज्ञानाचा वापर विविध क्षेत्रात आधीच केला जात आहे. दक्षिण कोरियामध्ये, १९९० च्या दशकाच्या उत्तरार्धापासून, समुद्राखालील केबल्सने जेजू बेट जिंदो आणि हेनामशी जोडले आहे, ज्यामुळे डीसी पॉवर ट्रान्समिशन शक्य झाले आहे. युरोपमध्ये, राष्ट्रीय पॉवर ग्रिड्सना एकमेकांशी जोडल्याने संपूर्ण खंडभर वीज पुरवठा प्रणाली तयार होत आहे. शिवाय, ते ऑफशोअर विंड फार्म्समधून वीज प्रसारित करण्यासाठी योग्य आहे, जे अक्षय ऊर्जेचे एक रूप आहे, ज्यामुळे स्थिर वीज पुरवठा शक्य होतो.
अर्थात, गेल्या १३० वर्षांत एसीवर आधारित पॉवर ग्रिड आधीच स्थापित झाले असल्याने, अल्पावधीत त्यांना डीसीमध्ये रूपांतरित करणे हे महत्त्वाचे आव्हान आहे. शिवाय, उच्च-व्होल्टेज एसीला डीसीमध्ये रूपांतरित करताना उद्भवणाऱ्या हार्मोनिक समस्यांसारख्या समस्यांचे व्यावसायिकीकरणासाठी निराकरण करणे आवश्यक आहे. तरीही, जर या समस्या सतत संशोधन आणि तांत्रिक प्रगतीद्वारे सोडवल्या गेल्या तर, डीसी सिस्टम नजीकच्या भविष्यात पर्यावरणपूरक आणि कार्यक्षम पॉवर ग्रिडसाठी एक मुख्य तंत्रज्ञान म्हणून स्वतःला स्थापित करतील.
जरी एडिसनने १३० वर्षांपूर्वी डीसी सिस्टीमच्या मर्यादांमुळे प्रवाहांचे युद्ध गमावले असले तरी, आज, प्रगत तंत्रज्ञानासह, डीसी पॉवर सप्लायची पुनर्तपासणी केली जात आहे, ज्यामुळे एडिसनच्या सूडाची सुरुवात प्रभावीपणे होते.
