Mercato delle stazioni di conversione HVDC: dimensioni globali del settore, quota, tendenze, opportunità e previsioni, 2018-2028 segmentato per configurazione (monopolare, multi-terminale, bipolare, back-to-back), per applicazione (LCC, VSC), per potenza nominale (inferiore a 500 MW, >500-1000 MW, >1000-1500 MW, >1500-2000 MW, superiore a 2000 MW), per componente (valvola, altri), per regione e co

Mercato globale delle stazioni di conversione HVDC

La stazione di conversione HVDC è semplicemente chiamata stazione di conversione. Si tratta di un tipo speciale di sottostazione che costituisce il terminale di una linea di trasmissione ad alta tensione in corrente continua (HVDC). Converte la corrente continua in corrente alternata o inversa. Queste stazioni di conversione sono utilizzate principalmente per trasmettere più potenza su lunghe distanze e convertire la corrente continua (CC) in corrente alternata (CA) o viceversa. Le stazioni di conversione HVDC sono comunemente utilizzate per la trasmissione di energia da fonti energetiche sostenibili come l'energia eolica. Dalle aree remote alle aree urbane. Le perdite di potenza associate alla stazione di conversione HVDC durante la trasmissione sono eccezionalmente basse. A causa delle crescenti preoccupazioni sulle emissioni di carbonio derivanti dalla generazione di energia mediante metodi convenzionali. Ciò ha aumentato l'uso delle stazioni di conversione HVDC.

La stazione di conversione HVDC utilizza valvole a tiristori per eseguire la conversione da CA a CC e viceversa. Le valvole sono solitamente disposte come convertitori a 12 impulsi. La valvola è collegata alla rete CA tramite un trasformatore convertitore. Le valvole sono solitamente posizionate all'interno dell'edificio e i trasformatori del convertitore sono posizionati all'esterno. La potenza trasmessa tramite trasmissione HVDC è controllata da un sistema di controllo. Regolando la temporizzazione di attivazione delle valvole a tiristori, è possibile ottenere una combinazione desiderata di tensione e corrente nel sistema CC. Una stazione di conversione richiede alcuni altri dispositivi come interruttori automatici, trasformatori di corrente, trasformatori, scaricatori di sovratensione, ecc.

Le stazioni di conversione HVDC sono sottostazioni specializzate che supportano la conversione di potenza da corrente alternata ad alta tensione (CA) a corrente continua ad alta tensione (HVDC) o viceversa e sono componenti chiave per il collegamento di sistemi di potenza discreti. Il progetto HVDC è costituito da due stazioni, Kiwatinok e Riel. La stazione di Kiwatinoke si trova nell'estremo nord del Manitoba, circa 45 chilometri a nord di Gillam, Manitoba. La stazione di Riel si trova alla periferia di Winnipeg. La sottostazione ha una capacità di trasmissione di 2.000 megawatt (MW), sufficienti a soddisfare oltre il 40 percento della domanda di potenza di picco dello stato. La trasmissione HVDC ha perdite di potenza molto inferiori rispetto alla trasmissione CA convenzionale, quindi l'energia deve essere trasportata su lunghe distanze dalle aree remote in cui viene generata alle aree urbane e ai centri industriali in cui è necessaria.

Si prevede che l'ampio utilizzo guiderà il globale

La stabilità del sistema elettrico nella trasmissione a lunga distanza è sempre stata una preoccupazione importante. Le tendenze nel mercato dei convertitori HVDC mostrano che le interruzioni causate da interruzioni di corrente possono portare a perdite economiche e influenzare i mezzi di sussistenza dei consumatori. Grazie a vari progressi tecnologici, la tecnologia HVDC viene sempre più utilizzata per trasmettere più energia su lunghe distanze. Lo sviluppo di convertitori ha migliorato l'affidabilità delle reti di trasmissione. Di conseguenza, le linee di trasmissione HVDC costano meno delle linee di trasmissione HVAC alla stessa capacità di trasmissione.

I sistemi HVDC collegano regioni continentali e insulari (ad esempio il Regno Unito e l'Europa) e offrono la possibilità di collegare regioni separate da diversi sistemi elettrici o grandi specchi d'acqua. Viene utilizzato per collegare reti elettriche che hanno frequenze diverse o che hanno problemi a mantenere le frequenze. Riduzione della perdita di potenza nella trasmissione a lunga distanzai sistemi HVDC non soffrono di problemi di potenza reattiva della linea di trasmissione che limitano la capacità di trasmissione nella tecnologia HVAC. Può trasmettere più potenza su lunghe distanze a un costo inferiore rispetto alle linee elettriche ad alta tensione CA. La generazione di energia da aree di generazione rinnovabile è un grande vantaggio dell'HVDC dove questa tecnologia è utilizzata in aree offshore.

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Nel 2023, il progetto di Invenergy Transmission, Grain Belt Express, ha selezionato Siemens Energy per fornire la tecnologia di trasmissione in corrente continua ad alta tensione (HVDC) per la fase 1 del suo progetto di 800 miglia. Grain Belt Express fornirà energia domestica pulita al 100% e conveniente a case e aziende in Kansas, Missouri, Illinois, Indiana e altri stati del Midwest. Con una capacità di 5.000 megawatt, questa linea è la linea più potente mai sviluppata negli Stati Uniti, collegando regioni della rete che alimentano il 40 percento delle case statunitensi. La fase 1 del progetto includerà linee di trasmissione HVDC che si estenderanno per circa 530 miglia tra le sottostazioni in Kansas e Missouri. Grain Belt Express Enables Transmission Lines e Renewable Energy Generation dovrebbero creare 22.300 posti di lavoro diretti durante la costruzione, rappresentando un totale di 20 miliardi di USD in nuovi investimenti infrastrutturali. Siemens Energy supporterà la progettazione integrata finale delle stazioni di conversione HVDC nella contea di Ford, Kansas e nella contea di Monroe, Missouri, in base ad accordi di fornitura preferenziale. Grain Belt Express e Siemens Energy sono partner nell'ingegneria, nell'approvvigionamento e nella costruzione delle stazioni di conversione HVDC. Invenergy Transmission ha già ottenuto il controllo del territorio per i pacchetti di sottostazioni in Kansas e Missouri. Grain Belt Express sarà pronta a iniziare la sua piena costruzione della Fase 1 entro la fine del 2024, a condizione che siano soddisfatte le condizioni.

Nel 2021, Mersen ha firmato un contratto del valore di oltre 2 milioni di USD con una società cinese, RongXin HuiKo Electric (RXHK) per la Bay Area del Guangdong-Hong Kong-Macau Large Power Supply Project. Mersen ha fornito circa 28.000 cold plate per proteggere i moduli di potenza integrati in due stazioni di conversione HVDC ad alta tensione flessibili. Queste nuove stazioni di conversione sono progettate per collegare le reti elettriche dei distretti di Toko e Zengcheng e si ritiene che siano la stazione più grande mai costruita al mondo. Garantiscono la sicurezza dell'alimentazione elettrica della Greater Bay Area, promuovendo così lo sviluppo economico e sociale della regione. Il gruppo è stato selezionato dopo un lungo processo di gara durato un mese per la perfetta garanzia di affidabilità richiesta per questo tipo di apparecchiature utilizzate in ambienti e condizioni particolarmente impegnativi. La data di consegna era prevista per marzo-ottobre 2021.

Il 15 dicembre 2022, Aker Solutions ha firmato un contratto con Allseas per il trasporto e l'installazione della stazione di conversione ad alta tensione in corrente continua (HVDC) di Boreas. Aker Solutions e Siemens Energy forniranno l'infrastruttura di connessione alla rete per il parco eolico offshore Norfolk Boreas. Norfolk Boreas, a 47 chilometri dalla costa di Norfolk, è la fase 1 della Norfolk Offshore Wind Zone a Vattenfall con una capacità di 1,4 GW. Allseas ha capacità di trasporto e installazione per due delle sue piattaforme HVDC simili per l'adiacente parco eolico Norfolk Vanguard in attesa di una decisione di investimento da parte di Vattenfall. Quando sarà pienamente operativo, si prevede che il parco eolico genererà abbastanza elettricità rinnovabile per alimentare circa 4,6 milioni di case e risparmiare circa 6 milioni di tonnellate di CO2. Le piattaforme Boreas, Vanguard East e Vanguard West saranno dotate di tecnologia di conversione HVDC. Le cime pesano tra 10.000 e 11.300 tonnellate e le guaine circa 3.000 tonnellate.

Come parte della soluzione di trasmissione per l'interconnessione HVDC Champlain Hudson Power Express (CHPE) tra Québec, Canada, e l'area metropolitana di New York City, Stati Uniti, Hitachi Energy ha annunciato nel 2022 di essere stata scelta da Transmission Developers Inc. Secondo il Climate Leadership and Community Protection Act (CLCPA) di New York, che mira a far sì che lo stato sia alimentato al 70 percento da energia rinnovabile entro il 2030, il collegamento consentirà il trasporto di energia idroelettrica pulita e rinnovabile tra Canada e New York. Si prevede che CHPE ridurrà le emissioni di CO2 di una media di 3,9 milioni di tonnellate metriche all'anno, il che equivale a rimuovere il 44 percento delle automobili passeggeri di New York City. 2 CHPE trasporterà fino a 1.250 megawatt di elettricità, sufficienti ad alimentare 1 milione di abitazioni a New York, utilizzando la tecnologia HVDC Light® di Hitachi Energy. Il collegamento trasferirà in modo efficace l'energia da Hertel, Canada, attraverso il lago Champlain e il fiume Hudson a una stazione di conversione HVDC ad Astoria, Queens, per una distanza di oltre 600 chilometri (372 miglia).

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