電力伝送における重要な課題は、「いかに損失を減らすか」です。物理法則によれば、導体を通過する電流の損失は電流の二乗に正比例します (P_loss=I²R)。損失を減らすには、抵抗を減らすか(導体を厚くすることで非常にコストがかかります)、または電流を減らす必要があります。ただし、電流は電圧に反比例します (P=UI)。一定の電力を前提とすると、電圧を上げると電流を大幅に減らすことができます-これが高電圧送電の中核ロジックです-。

この時点で、交流 (AC) と直流 (DC) の重要な違いが明らかになります。AC は変圧器を使用して電圧を簡単に上げ下げできますが、DC はこれを長時間効率的に行うことができません。

発電所で生成された電気エネルギー(通常は約 20kV)は、昇圧変圧器によって 110kV、220kV、さらには 1000kV 以上の超高電圧に昇圧できます。-伝送線路を介して長距離伝送する場合、電流は極めて低いレベルに圧縮され、損失は許容範囲内に抑えられます。ユーザーエンドに到達した後、電圧は降圧変圧器によってさらに 220V (民生用) または 380V (産業用) に降圧され、機器による安全かつ便利な使用が保証されます。{8}}

直流 (DC) の本質的な弱点は、電圧変換の複雑さにあります。初期の頃は、効率的な DC 変圧器が不足していました。高電圧 DC 送電を実現するには、複雑な機械装置や高価な電子機器を介して電圧調整を実行する必要がありました。これはコストがかかるだけでなく、変圧器よりも信頼性がはるかに低かったのです。この一見単純な「変換問題」は、電力網における交流 (AC) の支配的な位置を直接決定しました。

最終的に、送電網は交流 (AC) を選択します。これは、「大規模、長距離、低コスト」の送電という中核的な要件を完全に解決できるためです。-






