ABB, một tập đoàn toàn cầu về thiết bị điện và hệ thống tự động hóa đã phát triển một bộ ngắt điện hiệu suất cao dành cho mạng lưới điện một chiều cao áp, một hệ thống luôn khiến các kỹ sư công nghệ phải đau đầu tìm giải pháp tăng tính an toàn suốt 100 năm qua. Bộ ngắt điện mới này sẽ được đồng bộ với các đường dẫn điện một chiều giúp phát triển mạng lưới điện bền vững.

Thiết bị mới này của ABB sẽ phát huy tác dụng ưu việt của mình trên mạng lưới điện siêu cấp. Các mạng lưới điện siêu cấp là một hệ thống quy mô lớn, nguồn thu điện năng rộng và rất cần thiết tại các thành phố lớn, đặc biệt là những nơi dùng năng lượng tái tạo. Đầu tư một hệ thống truyền dẫn điện quy mô lớn vừa giúp quốc gia cung cấp năng lượng tái tạo cho các thành phố từ những nơi có tiềm năng năng lượng tái tạo lớn (sa mạc, ngoài khơi,…) vừa giúp ổn định việc truyền tải điện năng.

Tại châu Âu, các mạng lưới điện siêu cấp được biết tới khá phổ biến, chúng khả năng liên kết điện từ những đập thủy điện lớn tại khu vực Scandinavia, những trang trại năng lượng gió rộng lớn tại Đức và những trang trại năng lượng mặt trời quy mô lớn tại Tây Ban Nha, Bắc Phi.

Trước đây, mạng lưới điện siêu cấp truyền thống sử dụng dòng điện xoay chiều, một nguyên nhân gây thất thoát điện nếu quãng đường truyền tải điện kéo dài mà không có thiết bị đo lường kèm theo.

Ngược lại, các dòng điện một chiều sẽ tối ưu hóa việc tải điện ngay cả trong đường dài và cho phép dòng điện hoạt động tốt cả bên dưới mặt đất và dưới nước. Đồng thời, không yêu cầu việc lắp đặt các trạm lưu chuyển điện, việc làm cản trở việc quá trình truyền điện.

Tại châu Âu, các dòng điện một chiều từ trước tới nay đều được sử dụng để chuyền điện qua Biển Bắc và từ những đập thủy điện lớn tới các thành phố. Tuy nhiên, theo ABB, việc áp dụng dòng điện một chiều vào mạng lưới điện siêu cấp có những điểm không an toàn.

Giải pháp của ABB là gộp các dòng điện tử công suất vào một công tắc để tạo một hệ thống đồng bộ vừa nhanh chóng vừa thuận tiện. Đây sẽ là bước đột phá so với những thiết bị ngắt chỉ sử dụng các điện trở truyền thống.

Các bộ ngắt trước đây trong các mạng lưới siêu cấp thường hoạt động chậm và không thể hoạt động độc lập. Chính vì thế ABB cho ra mắt bộ ngắt điện mới giúp giải quyết những trở ngại về độ an toàn của các mạng lưới điện một chiều. Chỉ trong vòng 5 mili giây, bộ ngắt điện này có thể dừng một dòng điện công suất lớn – tương đương với khả năng phát điện của một nhà máy điện hạt nhân. “Nếu xảy ra một vài lỗi trong hệ thống truyền điện, toàn bộ điện năng sẽ ngừng hoạt động. Bộ ngắt điện sẽ dừng bộ phận bị lỗi và đảm bảo an toàn cho những phần còn lại của đường dây.”, đại diện phòng kỹ thuật của ABB cho biết.

Với việc giải quyết được những cản trở thông thường của mạng điện một chiều, ABB tiếp tục phát triển các thuật toán để điều khiển hệ thống. Tuy nhiên, trước mắt, ABB vẫn sẽ sử dụng dòng điện xoay chiều để cung cấp điện cho các khu vực dân cư vì hiện tại đây vẫn là một loại hình tốt nhất để cung cấp điện năng cho những nơi quy mô nhỏ như các hộ gia đình và doanh nghiệp vừa và nhỏ. ABB dự kiến hướng tới Đức, một quốc gia có nền công nghiệp năng lượng tái tạo rất lớn làm thị trường tiềm năng cho công nghệ mới của mình.

Yến Lê (Theo Technology Review)