Perche Viene Fornita Tensione Alternata ?

[stefano_]

ciao a tutti,

eccomi qua di nuovo ad infastidirvi con domande stupide ma ieri mia nipote (10 anni !!) che studia elettrotecnica in terza media mi ha fatto queste 2 semplici domande alle quali purtroppo per me non ho saputo rispondere:

1) perche l'enel fornisce una tensione alternata piuttosto che una continua ??

2) le classiche lampade a filamento funzionano con una tensione continua ??

Alla prima ho fatto scena muta per la seconda invece credo che funzioni e soprattutto faccia la stessa luce sia se alimentzata a 220 alternata sia se alimentata a 220 in continua perche il 220 alternata è il valore efficace e NON di picco

Che ne dite ??

Vi torna come discorso ??

Grazie

[Mario Maggi]

Stefano_

1) perche l'enel fornisce una tensione alternata piuttosto che una continua ??

perche' ad oggi la maggior parte di utilizzatori sono stati pensati per la corrente alternata, ma la fornitura in continua sara' preferibile in futuro.

2) esatto. Pensa alle lampadine di un'auto, funzionano a circa 12 V corrente continua

Ciao

Mario

[emanuele.croci]

Ciao,

prova a guardare il seguente link su wikipedia "war of currents"

http://en.wikipedia.org/wiki/War_of_Currents

Dove spiega che tale argomento è già stato dibattuto negli USA alla fine del 19° secolo tra T.Edison (pro DC) e N.Tesla (pro AC), con il successo finale di quest'ultimo.

Il motivo principale: è facile realizzare trasformatori in AC, per distribuire l'elettricità ad alte tensioni ed abbassare poi il voltaggio al punto di consegna.

Ciao, Emanuele

[emanuele.croci]

Francamente non capisco come mai la fornitura in continua sarà preferibile in futuro, questo mi sfugge...

Ciao, Emanuele

[Suppalele]

Parlando mooolto terra terra...

1) Principalmente per una questione di "distribuzione". Ossia, minore la corrente che circola, minore la sezione dei cavi, minori le perdite (a parita' di potenza). Quinid, per trsportare "grandi potenze" a grandi distanze, bisogna tenere il piu' basso possibile la corrente: considerando S=VxI, a parita' di potenza bisogna alzare la tensione per abbassare la corrente. Ora, l'unica macchina elettrica in grado di alzare/abbassare la tensione (e con rendimenti ottimi, sull'ordine di 95/98%) e' il trasformatore, che come sappiamo, funziona solo con "corrente alternata".

2) le classiche lamapde a filamento funzionano anche in DC: sono niente altro che delle resistenze.

Ciao, Lele

[STEU]

ma la fornitura in continua sara' preferibile in futuro.

Caro Mario

scusa ma non puoi tirare il sasso e poi nascondere la mano, perchè fai un'affermazione simile?

[batta]

Sia per i motivi già detti (i trasformatori sono macchine elettriche che funzionano solo in corrente alternata), ed anche perché un alternatore è molto più semplice sia da costruire che da manutenere di una dinamo.

Ed anche perché i motori asincroni, che sono i più semplici di tutti (e non sono mica tutti sotto inverter), funzionano solo in alternata.

Chiedo anch'io a Mario: perché sarà preferibile in futuro la fornitura in continua?

[Mario Maggi]

perché sarà preferibile in futuro la fornitura in continua?

Scusate, ma non me la sento di spiegarlo in 4 parole senza argomentazioni sufficienti. Dovrei scrivere un'articolo, ma ci voglio ore, ed ora ho la testa fuori fase.

Butto altri sassi: il miglior rendimento nella trasmisssione e nella distribuzione lo si ha con corrente continua. nell'ottica di un risparmio energetico, eliminiano i picchi di I sopra il valore efficace.

Per la qualita' dell'energia: DC meglio di AC, indubbiamente.

Per la possibilita' di storage locale per compensare i buchi di tensione: DC meglio di AC

Pe l'impiego finale: oggi molte lavatrici, i computer, gli ascensori, le apparecchiature elettroniche, i condizionatori, le pompe, ecc. funzionano alimentati da tensione raddrizzata, se fosse DC sarebbe meglio.

Per l'interscambio: i pannelli solari generano DC, le fuel cell generano DC, gli aerogeneratori ed i mini-hydro generano AC a frequenza variabile facilmente convertibile in DC.

Per la trasformazione: per adesso diversi convertitori DC/DC hanno superato il rendimento del 95%, si prevede che in futuro i rendimenti salgano di molto.

Ciao

Mario

P.S.: se non erro, ne avevo gia' parlato sul forum all'inizio del 2003, in concomitanza di un mio intervento ad un convegno a Bologna

Modificato: 3 maggio 2006 da Mario Maggi

[Livio Orsini]

il miglior rendimento nella trasmisssione e nella distribuzione lo si ha con corrente continua.

Non credo che sia così, tuttal più il rendimento è apri, ma solo teoricamente. Lungo la linea si sempre una caduta di tensione, caduta che è proporzionale alla resistenza del materiale ed alla corrente che scorre nei conduttori. Quindi, a parità di corrente, essendo la resistenza della linea uguale, nel caso di cc e ca monofase, si avrà una eguale cdt. dovuta all'effetto resistivo, ma nel caso della c.a. entrano in gioco anche altri fattori: induttanze parassite, capacità parassite e sfasamenti. Addirittura, riandando indietro con la memoria di oltre 40 anni, ricordo esercizii scolastici in cui la tensione di arrivo era superiore a quella di partenza, salvo lo sfasamento diverso da zero. Poi nel caso di linea 3fase si aggiunge un conduttore ma, a parità di potenza trasmessa, la corrente diminuisce di un fattore radice di 3.

Per la trasformazione: per adesso diversi convertitori DC/DC hanno superato il rendimento del 95%, si prevede che in futuro i rendimenti salgano di molto.

Ancora oggi la macchina elettrica a rendimento più elevato, vicino ad 1, è il trasformatore. Inoltre il trasformatore è sicuramente ancora più affidabile ed economico di un convertitore DC/DC dove, tra l'altro, sono comunque necessari componenti elettromeccanici avvolti

A mio giudizio è più probabile che si vada verso un innalzamento della frequenza, come gia avviene negli impianti di bordo di aerei e navi dove si usa il 400hz. probabilmente si andrà anche oltre.

Per esempio in USA è abbastanza diffuso arrivare, fino alla porta dell'abitazione, con tensione elevata e mettere un trafo per ricavare i 200v ed il 115v localmente (anzi per noi è un autotrasformatore). Si invece dei canonici 60 Hz fossero 6kHz il trafo sarebbe ridottissimo, con rendimenti ancora più elevati.

Forse la cc potrà offrire vantaggi per distribuzione locale, a livello di appartamento o condominio.

Modificato: 3 maggio 2006 da Livio Orsini

[Mario Maggi]

Caro Livio,

Non credo che sia così, tuttal più il rendimento è pari, ma solo teoricamente

dimentichi l'effetto pelle, che di fatto equivale ad un aumento della resistenza per le correnti alternate, tanto piu' sentito quanto piu' la corrente e' elevata.

Se invece dei canonici 60 Hz fossero 6kHz il trafo sarebbe ridottissimo, con rendimenti ancora più elevati.

Questo si scontra con quanto hai affermato sul rendimento di un trafo, 99% e dintorni.

Forse la cc potrà offrire vantaggi per distribuzione locale, a livello di appartamento o condominio.

Di condominio, sicuramente. Secondo me, anche di quartiere.

batta,

Ed anche perché i motori asincroni, che sono i più semplici di tutti (e non sono mica tutti sotto inverter), funzionano solo in alternata.

Diversi anni fa i reattori per le lampade a scarica erano i piu' semplici di tutti. Oggi sono vietati.

Tra una decina di anni - se la vedo giusta - i motori asincroni senza inverter saranno vietati o per lo meno penalizzati fiscalmente.

Intanto in Cina - per grosse potenze - hanno abbandonato i tralicci trifase e optato per la trasmissione a corrente continua ad alta tensione HVDC.

Ciao

Mario

Modificato: 3 maggio 2006 da Mario Maggi

[batta]

Non so, a me sembra così semplice trasformare la corrente alternata in continua quando serve, che non vedo sti grandi vantaggi ad avere direttamente la continua.

Teniamo presente che tv, stereo, computer, vcr, e quasi tutti gli altri apparecchi che hanno bisogno della continua necessitano comunque di bassa tensione. Quindi potremmo eliminare trasformatori e raddrizzatori, ma servirebbe al loro posto un convertitore DC/DC.

Lo stesso dicasi per ricarica di batterie, pannelli fotovoltaici, celle a combustibile: sono sì in continua, ma con tensioni diverse.

E poi io, da elettrotecnico (anche se poi sono passato al software), sarà perché mi piacevano le somme vettoriali, i calcoli dello spostamento del centro stella, il diagramma circolare del motore asincrono, ma al nostro caro vecchio sistema trifase ci sono affezionato

[Nino1001]

iao,

Dove spiega che tale argomento è già stato dibattuto negli USA alla fine del 19° secolo tra T.Edison (pro DC) e N.Tesla (pro AC), con il successo finale di quest'ultimo.

Il motivo principale: è facile realizzare trasformatori in AC, per distribuire l'elettricità ad alte tensioni ed abbassare poi il voltaggio al punto di consegna.

Ciao, Emanuele

L'argomento fu trattato circa sei mesi su RaiSatNettuno.

Nella disputa fra Vca e Vcc vinse la Vca per una questione molto semplice.La fatturazione. Il ritorno in denaro.

Di fatto a stabilire il tutto fu il....contatore!

[ivano65]

io la vedo cosi':

per le distribuzioni su medie e corte distanze ( tanto per intenderci dal 220 /400V fino al sistema a 132KV

non potranno esserci grandi variazioni in quanto si dovrebbe stravolgere l'esistente e i vantaggi sarebbero pochi.

sui sistemi 220/400 kv in effetti potrebbe avere un gran sviluppo la corrente continua in quanto:

minor problemi a trasportarla su cavo rispetto alla AC

2 cavi al posto di 3 ( o anche 1 se il ritorno viene fatto via terra)

minori perdita dovuto ad effetto corona e correnti capacitive

assenza di campo magnetico variabile (che alcuni affermano essere nocivo) e che comunque induce disturbi a talune apparecchiature.

nel caso di generazione con sistemi eolici o simili indipendenza dalla frequenza di rete e dei generatori.

all'estero la cosa e' sviluppata abbastanza bene anche per potenze inferiori a 50MW

da noi la cosa sta per essere introdotta da alcuni operatori privati (enel la usa per i collegamenti sottomarini)

basta vedere l'esempio di prossima realizzazione che colleghera' la svizzera alla stazione di BULCIAGO.

un cavo interrato HDVC sostituira' una linea a 380kv altrimenti necessaria

da notare che se con la AC si hanno problemi insormontabili se si superani i 500KV (perdite elevatissime per i motivi gia' detti con la HDVC si realizzano linee a 1.5 MV senza problemi di perdite se non quelli di natura resistiva.

in ambito domestico resta il discorso gia' da me' fatto tempo fa' dell'introduzione della bassa tensione continua( intorno a 24 /30 V) su una linea apposita che sarebbe utile per alimentare in sicurezza tutti gli apparecchi elettronici tipo telefoni e altro.

ivano65

Modificato: 3 maggio 2006 da ivano65

[Piero Azzoni]

quando serve portare potenze elevate a distanze elevate conviene la continua

quando la trasmissione di potenza e' soggetta a tante trasformazioni di livello in spazi [relativamente] ridotti conviene l'alternata

in liena teorica la soluzione ideale sarebbe ibrida

bisognerebbe produrre corrente continua a tensioni molto alte e cosi' distribuirla a livello nazionale e internazionale fino alla primarie in media

il problema opposto nasce sulle secondarie che sono tantissime e su distanze ridotte, qui e' discutibile che convenga la continua

arrivando alla fine alla bassa tensione la continua converrebbe di nuovo

- le lampadine tal quale funzionano

- le lampade fluorescenti devono diventare necessariamente elettroniche, preferiscono la continua

- giusta la considerazione sui motori, qui bisognrebbe aprire una discussione solo per quelli

- le utenze elettroniche in genere preferiscono la continua

invito tutti a non lasciarsi menare via dalla tradizione e ragionare fino in fondo

l'unico vero ostacolo diventa a questo punto la "facilita''" a costruire un trasformatore, ma non dimentichiamo che ormai dobbiamo fare sforzi sovraumani per fare un trasformatore di uno 0,1.% migliore mentre i dc/dc, ora gia' molto validi, migliorano a vista d'occhio

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do' a mario il riconoscimento di aprire una discusisone specifica sui motori, accenno solamente

pochi anni fa' si e' cominciato a passare dai motori in continua, quando serve una qualsiasi regolazione, per semplicita', solo in parte per costo

ma ora i brushless sono una tecnologia assolutamente matura, al di la' dei loro usi tipici, dove sono [quasi] insostituibili abbiamo casi curiosi

- alta e altissima potenza (leggi navi) dove la problematica rendimento non genera solo risparmo ma e' un condizio sine qua non

- alta affidabilita'

- necessita' di regolazioni

- alta coppia, alto spunto, avviamento repentino

- un settore che sembra stupido ma puo' essere indicativo e' anche quello dei piccoli / piccolissimi dove il rapporto peso /potenza e' fondamentale piu' del rendimento

[ivano65]

di fatto hai confermato la mia opinione.

ivano65

[murdock]

Ciao,in italia abbiamo piu di un eletrodotto o meglio cavo ad alta tensione in DC a 500Kv e uno in realizzazione tra la serdegna e latina(cavo sottomarino),negli stati uniti é molto utilizzato per trasportatre grosse potenze nei centri citta, se non erro anno costruito un super cavo in DC rafreddato a -170 gradi !!

é ovvio il vantaggio,un cavo unipolare al posto di tre,poi dalla continua "tirano fuori" l'alternata trifase

ciao

[Savino]

poi dalla continua "tirano fuori" l'alternata trifase

Ovvio, niente si crea e niente si distrugge, ma tutto si trasforma.

[Livio Orsini]

dimentichi l'effetto pelle, che di fatto equivale ad un aumento della resistenza per le correnti alternate, tanto piu' sentito quanto piu' la corrente e' elevata.

Non non lo dimentico, come non lo dimenticano i costruttori di corde. Con la trefolatura di più capi relativamente sottili l'effetto si riduce a livelli non significativi.

Questo si scontra con quanto hai affermato sul rendimento di un trafo, 99% e dintorni.

No le due affermazioni non si contraddicono, anzi si rafforzano. Un trafo a 50Hz (o frequenza simile) è costituito da un nucleo di ferro con certe dimensioni e certe perdite. Aumentando la frequenza di 2 ordini (5kHz) il nucleo magneti è realizzato in ferriti che, a parità di potenza, hanno dimensioni molto più ridotte e perdite leggermente più contenute. Come tu certamente sai la curva di rendimento è assintotica. Con rendimenti molto bassi è abbastanza agevole apportare incrementi significativi; quando i rendimenti superano 0.8-0.85 si procede con incrementi nell'intorno del secondo decimale, quando poi si arriva a cifre >0.9 gli incrementi riguardano il terzo decimale.

Modificato: 4 maggio 2006 da Livio Orsini

[Alessandroni Matteo]

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Modificato: 9 maggio 2006 da Alessandroni Matteo

[Alessandroni Matteo]

Le due linee AT in cc presenti attualmente in Italia non sono a 500 kV ma precisamente:

Il SACOI (fra Sardegna e Toscana) ha una tensione di esercizio di 200 kV in cc ed una capacità di 300 MW (dei quali 50 prelevati dalla Corsica, in cui passa l'elettrodotto prima di passare a cavo sottomarino dall'estremità Nord della Corsica). Esso è in stato ormai di dismissione in quanto molto vecchio. Si prevede di sostituirlo con il SAPEI (Sardegnapenisolaitaliana) con capacità di 1000 MW.

L'altro cavo sottomarino è il collegamento con la Grecia (inaugurato nel 2003) con una tensione di esercizio di 400 kV in cc e attualmente utilizzato per una scambio di circa 300 MW con stazione di conversione realizzata utilizzando la tecnologia HVDC dell'ABB.

Nei casi di lunghi tratti di linea in AT sommersa l'uso della cc è l'unico modo per trasportare energia vista l'impossibilità di poter utilizzare la ca principalmente per i noti problemi capacitivi.

Modificato: 9 maggio 2006 da Alessandroni Matteo

[ClA]

perché sarà preferibile in futuro la fornitura in continua?

Per gli interruttori è peggio.

Siano essi semplici interruttori di comando, oppure interruttori di protezione, se lavorano in continua hanno prestazioni minori, oppure sono più costosi e sofisticati, oppure durano molto di meno....

Se per correnti molto basse la differenza può essere irrilevante, bastano già pochi ampere per complicare le cose con la corrente continua.

In particolare, per le dispersioni in continua, gli interruttori differenziali sono molto più complessi.

[Mario Maggi]

Caro ClA,

se parli di interruttori elettromeccanici ti do ragione.

Ritengo che in futuro molte operazioni di interruzione saranno telecomandate, l'attuatore sara' quindi in silicio.

Concordo sulla maggior difficolta' nel rilevare le dispersioni, ma a tutti i problemi tecnici c'e' una soluzione.

Ciao

Mario

[sdrule]

Non ne ricordo la dimostrazione ma ricordo bene che il mio Prof. di impianti dimostrò che con un cosfi superiore a 0.87 è conveniente il trasporto in alternata. Se ho tempo verificherò tra i miei appunti in preda alle tarme

Modificato: 10 maggio 2006 da sdrule

[ClA]

se parli di interruttori elettromeccanici ti do ragione

sì, intendo gli organi di interruzione: contatti, camere di estinzione, meccanismo....

per altro no mi risulta esitano altre tecniche di interruzione efficaci per i cto cti (ed altrettanto economiche nel caso di piccoli interruttori)

in definitiva è sempre una questione di costi

[oiuytr]

sì, intendo gli organi di interruzione: contatti, camere di estinzione, meccanismo....

per altro no mi risulta esitano altre tecniche di interruzione efficaci per i cto cti

I fusibili sono altrettanto (se non di piu') efficaci degli interruttori automatici, sia in CA che in CC.

Oltretutto, in CC non esiste il problema che esiste nei sistemi trifase dove potrebbero esserci problemi quando interviene un solo fusibile della terna lasciando l'utenza o la linea alimentata con 2 fasi.

Concordo sui guasti a terra, la loro rilevazione e' piu' costosa nei sistemi in continua piuttosto che in alternata.

Concordo anche sugli organi di comando, a pari caratteristiche per la CC sarebbero piu' costosi.