In realtà ho lavorato su schemi HVDC, dalla metà alla fine degli anni '90. La risposta di Olin Lathrop è in parte corretta, ma non del tutto. Cercherò di non ripetere troppo la sua risposta, ma chiarirò alcune cose.
Le perdite per CA dipendono principalmente dall'induttanza del cavo. Ciò crea reattanza per la trasmissione di energia CA. Un malinteso comune (ripetuto da Olin) è che ciò è dovuto al trasferimento di potere alle cose che lo circondano. Non lo è - una bobina di filo a metà strada tra qui e la Magellanic Cloud avrà esattamente la stessa reattanza e causerà esattamente gli stessi effetti elettrici presenti sulla tua scrivania. Per questo motivo, si chiama autoinduttanza e l'autoinduttanza di un lungo cavo di trasmissione è davvero significativa.
Il cavo non perde potenza significativa dall'accoppiamento induttivo con altre parti metalliche - questa è l'altra metà di quel malinteso comune. L'efficacia dell'accoppiamento induttivo è una funzione della frequenza CA e della distanza tra i cavi. Per la trasmissione CA a 50 / 60Hz, la frequenza è così bassa che l'accoppiamento induttivo a qualsiasi tipo di distanza è assolutamente inefficace; e, a meno che non si desideri folgorare, tali distanze devono essere distanti diversi metri. Questo non succede in misura misurabile.
(Modificato per aggiungere una cosa che ho dimenticato) Per i cavi che corrono sott'acqua, ci sono anche capacità di cavi molto elevate a causa della loro costruzione. Questa è una diversa fonte di perdite reattive, ma è significativa allo stesso modo. Queste possono essere la causa dominante di perdite nei cavi sottomarini.
L'effetto pelle provoca una maggiore resistenza per la trasmissione di energia CA, come afferma Olin. In pratica, tuttavia, la necessità di cavi flessibili lo rende meno problematico. Un singolo cavo abbastanza spesso da trasmettere una potenza significativa sarebbe generalmente troppo flessibile e poco maneggevole per essere appeso a un pilone, quindi i cavi di trasmissione sono assemblati da un fascio di fili tenuti separati da distanziali. Dovremmo farlo comunque, sia che usassimo DC o AC. Il risultato di questo è però quello di mettere i fili all'interno della zona dell'effetto pelle per il fascio. Chiaramente in questo è coinvolto l'ingegneria e ci saranno ancora delle perdite, ma per questa felice coincidenza possiamo assicurarci che siano molto più bassi.
I cavi interrati e sottomarini sono ovviamente un singolo cavo spesso, quindi in linea di principio potrebbero ancora essere morsi dall'effetto pelle. La costruzione di cavi pesanti, tuttavia, utilizzerà generalmente un nucleo centrale forte che fornisce integrità strutturale per il cavo, con altri connettori avvolti su quel nucleo. Ancora una volta, possiamo usarlo a nostro vantaggio per ridurre l'effetto pelle in AC, e anche i cavi HVDC saranno costruiti allo stesso modo.
La grande vittoria nella trasmissione di potenza è l'eliminazione delle perdite reattive.
Come dice Olin, c'è anche un problema con l'unione di due reti elettriche, perché non saranno mai esattamente la stessa frequenza e fase. L'uso intelligente dei filtri a metà del XX secolo ha consentito il collegamento di reti, ma progettare queste era tanto arte quanto scienza, ed erano intrinsecamente inefficienti. Una volta che hai la tua potenza trasmessa in DC, puoi ricostruire AC con la stessa frequenza e fase della griglia di destinazione ed evitare il problema.
Non solo, ma è molto più efficiente convertire da CA a CC e viceversa, invece di provare a utilizzare i filtri per compensare fase e frequenza. Le reti in questi giorni sono comunemente associate a schemi back-to-back . Queste sono essenzialmente entrambe le metà di un collegamento HVDC l'una accanto all'altra, con un'enorme barra collettrice tra i due invece di chilometri di cavo di trasmissione.
