送電網：AC vs DC

主に歴史的な理由により、現在壁に50 / 60Hzがあることはわかっています。100年前は、DC電圧を増減する方法がありませんでした。

最近では、そのために問題があるだけです。販売されているすべてのデバイスは、PSUが0を通過するときに十分な電力を得る前に、1Wの電力あたり最大1uFのキャップが必要です（この問題は3相電力では発生しませんが、これは主に産業用アプリケーションでのみ利用可能です。AFAIK）+正弦波のピークとこのすべてのPFCの混乱に耐えるために、より高い定格電圧のキャップが必要です。

現代の電力網を設計する場合、ACをスキップし、どこにでもDCを使用すると言っていいのでしょうか。私が見る限り、それは信頼性を大幅に高め、そこにある多くのデバイスのコストを削減します。

Intel ResearchのGuy Alleeが昨年このトピックについて書きました-DC- その時が来て、なくなったアイデア？-380VDCグリッドをサポートし、次の箇条書き項目があります。

• 7％の省エネと高効率415VACの比較。28％対現在の標準208VAC
• 資本コストを15％削減
• 15％少ないPSUコンポーネント
• 33％データセンターのスペース節約
• 200％の信頼性の向上。バッテリーバスを直接接続すると1000％になります。
• 高調波を排除し、他のAC電源品質の問題に本質的に影響されない
• 代替エネルギー生成への自然な親和性（太陽光発電と風力は内部で約400Vdcであり、ACへの変換を強制されると、実際にはエネルギーと効率を失います）

彼はコメントに追加しました：

380Vdcは、効率を考慮してできるだけ高い電圧にしたいので、意図的に選択しました。同時に、この規格は低電圧アプリケーション（<600V）のみを対象としています。もっと高くなったはずですが、400Vdcと420Vdcには構造的なコストの障壁があります。380Vdcでは、ACが使用しているのと同じボリュームパーツ定格を維持し、現在のAC電源コンポーネントボリュームの大部分をピギーバックすることによるボリュームコストのメリットを得ます。+/- 340Vdcが個人の安全装置に持っている重要なコスト加算器を理解できると思います。そのため、この規格では費用対効果の高い+/- 190Vdcの分配が可能です。したがって、私たちは最高の効率を持ちながら、費用効果の高い標準を持っています。そして、他の業界、PV、風力、電気自動車、および照明の間の親和性により、

また、建物（データセンターなど）内でACとDCの両方を混在させるという考え方にも触れています。このイニシアチブの詳細については、EMerge AllianceのWebサイトhttp://www.emergealliance.orgを参照してください。

安全性。壁のコンセントを介してHVDCを使用するのは賢明ではありません。最初にスイッチをオフにせずに高電流デバイスを外すと、大きな弧を描く

短い答え：

番号。

長い答え：

距離を超えて電力を分配するためのACの利点は、変圧器を使用して電圧を簡単に変更できることです。DC電力をある電圧から別の電圧に変換するには、大型の回転式ロータリーコンバーターまたはモータージェネレーターセットが必要ですが、これは困難で、費用がかかり、非効率的で、メンテナンスが必要です。メンテナンスもほとんど必要ありません。

推奨読書：

流れの戦争

君の言う通りかもね。かつて、ACはDCよりもはるかに有利でした。しかし、DC-DCコンバーターのコストが低下したため、ACの相対的な利点が低下し、場合によってはそれを超えました。今日新しい送電システムを設計している場合、DCはどこにいてもシステム全体のコストを削減できます。

同等の電力および電流レベルと信頼性のために、DCには、回路ブレーカー、ヒューズ、および避雷器用のやや強力な部品が必要です。ただし、ACでは、カスケード障害を回避するために、少し高価な送電線と発電機のより適切な調整が必要です。

（歴史的な理由により）AC機器はDC機器よりも大量生産のスケールオブスケールの利点がありますが、最近の多くの長距離送電システムの設計者は、高電圧DC（通常200,000 VDC）を使用するとACを使用するよりもシステムの正味コスト。

（歴史的な理由により）多くの飛行機とスペースシャトルは400 Hz 120 VACを使用していますが、国際宇宙ステーションの初期の計画では、プログラムの優先順位が変更されてエンジニアが切り替えるまで、20,000 Hz 440 VACの配電電力（！）を使用するように求められていました。 120 VDC電源に。（Mukund R. Patel p。543）

Googleの人々（a、b）は、AC電源を12 VDCに変換する「12 Vのみの電源」に切り替えると正味コストが下がる可能性があり、コンピューターのマザーボードに必要なのは12 VDCのみであるとデスクトップおよびサーバーメーカーに提案しました。これは、必要な電圧のコレクション（ほとんどのラップトップのように）に降りていくものであり、電圧の雑多な種類のワイヤの太い束を持つ現在のATX電源構成ではありません。

Lee FelsensteinとDouglas Adamsはさらに進んで、標準の12 VDC配電システムを開発するように依頼しました。（c、d）

私が付け加えたい別のポイントがあります、なぜ私たちの意見ではACをスキップできないのですか？長い線路、特にケーブルはDCで行う方がよい（インダクタンス/容量が長い距離で処理するにはコストがかかるため）。

大きなことは、HVDCラインがポイントツーポイントであることです。メッシュDCグリッドは、まったく別の話です。グリッドのいずれかのポイントでエラーが発生した場合（ツリーがラインに落ちるなど）、メッシュネット全体がダウンします（電圧はゼロ近くまで低下し、コンバーターはシャットダウンする必要があります）。
ACの場合、インペダンズはほとんどインダクタンスの影響を受けるため、DCの場合のように、インペダンズは小さな抵抗であるよりもはるかに大きなインペダンズを持っています。木がACラインに該当する場合、その時点のボラゲージはゼロです。しかし、高いエラー電流と高いインピーダンスは大きな電圧を作ります。したがって、この線が外れているだけで、他の（近くではないにしても）通常の電圧が（ほぼ）あります。DCではインピーダンスが非常に小さいため、メッシュグリッド全体の電圧はゼロに近くなり、1つのラインだけでなくネット全体が低下します。また、ACでの電力生産と消費のバランスは、周波数によって行われることも知っておく必要があります。DCでは、電圧を介して行われます。これは、電圧に関するそのような大きな問題がまったく良くないことを明らかにするはずです。
誰かがこのネットを介して重要な電力を低い電圧で輸送したい場合、または電圧を高くしたい場合、非常に大きな電流が必要であり、ラインが溶けるほど大きくなります。したがって、コンバーターはシャットダウン（停電）し、回線が修復されて準備ができるまで待機します。

短い答え：それほど速くない長い：ソリッドステートコンバーターはかなり良い 長距離伝送には多くの利点があります。おそらく短距離でも変圧器の恩恵を受けるでしょう。

追加情報：世界にはいくつかのDC電源ラインがあります。イタイプのHVDCラインを例にとると、それは世界で最も重要なHVDC設備の1つとして残っています。全長780 kmの6300 MWラインです。