جریان مستقیم ولتاژ بالا

جریان مستقیم ولتاژ بالا[ ۱] [ ۲] یا اچ وی دی سی ( به انگلیسی: High - voltage direct current ( HVDC ) ) یک سیستم انتقال انرژی الکتریکی با ولتاژ بالا و جریان مستقیم است که بر خلاف سیستم های رایج تر جریان متناوب از جریان مستقیم برای انتقال برق استفاده می کند. این روش راهی نوین برای انتقال انرژی الکتریکی در مقیاس های کلان است و در این زمینه جایگزین خوبی در مقابل روش سنتی ( استفاده از جریان متناوب ) به شمار می رود. فناوری ساخت این نوع سیستم به دهه ۱۹۳۰ میلادی در سوئد بازمی گردد. از اولین خطوط ساخته شده با این تکنولوژی می توان خط انتقال بین مسکو و کاشیرا در اتحاد جماهیر شوروی در سال ۱۹۵۱ میلادی و سیستم انتقال ۱۰ تا ۲۰ مگاواتی واقع در سوئد را نام برد که در سال ۱۹۵۴ میلادی به بهره برداری رسید. بزرگ ترین خط انتقال اچ وی دی سی در حال حاضر خط انتقال اینگا - شابا با ظرفیت انتقال ۶۰۰ مگاوات و با طول حدود ۱۷۰۰ کیلومتر در کنگو واقع شده. این خط انتقال سد اینگا را به معدن مس شابا متصل می کند.
اولین روش برای انتقال انرژی الکتریکی با جریان مستقیم توسط یک مهندس سوئیسی با نام رن تئوری ( به انگلیسی: Rene Thury ) ارائه شد. در این سیستم با سری کردن ژنراتورها و در نتیجه جمع جبری ولتاژهای تولیدی ولتاژ افزایش می یافت. هر ژنراتور در جریان ثابت می توانست انرژی الکتریکی تا ولتاژ ۵۰۰۰ ولت تولید کنند. بعضی از ژنراتورها دارای دو ردیف کلکتور بودند تا ولتاژ وارده بر روی هر کلکتور را کاهش دهند. این سیستم در سال ۱۸۸۹ میلادی در ایتالیا به وسیله شرکت Acquedotto de Ferrari - Galliera مورد استفاده قرار گرفت. در این خط انتقال توانی برابر ۶۳۰ کیلووات با ولتاژ ۱۴ کیلوولت تا مسافت ۱۲۰کیلومتر منتقل می شد. سیستم Moutiers - Lyon با همان مکانیزم به وسیله هشت ژنراتور متصل شده با دو ردیف کلکتور می توانست ولتاژ را تا ۱۵۰ کیلوولت افزایش دهد. این سیستم از سال ۱۹۰۶ تا ۱۹۳۶ مورد استفاده قرار گرفت. دیگر سیستم های از این دست نیز تا دهه ۱۹۳۰ مورد استفاده قرار می گرفتند. عیب این سیستم ها در این بود که ماشین های گردان ( مولدها و مبدل های گردان ) به تعمیر و نگهداری زیادی نیاز داشتند و در ضمن تلفات در این ماشین ها زیاد بود. استفاده از ماشین های مشابه دیگر نیز تا اواسط قرن بیستم ادامه داشت، ولی با موفقیت کمی همراه بود.
یکی از روش هایی که برای کاهش ولتاژ مستقیم گرفته شده از خطوط انتقال مورد آزمایش قرار گرفت، استفاده از ولتاژ برای شارژ کردن باتری های سری بود. پس از شارژ شدن باتری ها در حالت سری آن ها را در حالت موازی به هم اتصال می دادند و از آن ها برای تغذیه بارها استفاده می کردند. با این حال از این روش فقط در دو طرح انتقال استفاده شد چراکه این روش به دلیل محدودیت ظرفیت باتری ها، مشکلات مربوط به تغییر وضعیت باتری ها از سری به موازی و پسماند انرژی در هر سیکل شارژ و دشارژ در باتری ها اصلاً اقتصادی نبود.