 |
|
میر بهراد خامسی و تصویری از میکروپرنده ابداعی |
استاد ایرانی دانشگاه «واترلو» کانادا با همکاری گروهی از محققان کانادایی موفق به ابداع نخستین میکروربات پرنده در جهان شد.
، دکتر میر بهراد خامسی، استادیار دانشگاه واترلو کانادا که هدایت پروژه طراحی و ساخت این میکروربات پرنده را بر عهده داشته درباره این دستاورد تکنولوژیک گفت: این میکروربات‌های پرنده می‌توانند اشیا و تجهیزات را مخصوصا در طول مدت جراحی‌ها و برای کاربردهایی در مقیاس میکرو دستکاری کرده و یا تغییراتی را که لازم باشد روی آنها اعمال نمایند.
رییس ایرانی آزمایشگاه میکرورباتیک ماگلیو در دانشگاه واترلو خاطرنشان کرد: این اختراع جدید باعث میشود پژوهشگران روی عملیات بسیار ظریف و حساس و در مقیاسهای بسیار کوچک کنترل بیشتری داشته باشند و به آنها امکان میدهد که اشیاء کوچک را با دقت و ظرافت بیشتری جابه جا کرده و جاسازی کنند.
در این پرنده جدید رباتیک از فن‌آوری MEMS (سامانه‌های میکرو الکترومکانیکی) استفاده شده و انرژی آن از یک میدان مغناطیسی تامین میشود.
ربات پرنده با نیروی خود به نیروی جاذبه غلبه می‌کند و در نتیجه می‌تواند به پرواز در آید.
به گفته دکتر خامسی، این وسیله ظریف برای عملیاتی چون میکرومونتاژ در قطعات مکانیکی، کنترل نمونه‌های بیولوژیک و حتی انجام جراحی‌ها در مقیاس میکرو سودمند و قابل استفاده خواهد بود.
وی افزود: یک منبع نیروی خارجی قدرت مانور وسیله را افزایش داده و به آن امکان میدهد موقعیت ربات را در فضای سه بعدی و پیچیده بسیار آسانتر از رباتهای خزنده و رونده تعیین کند.
خامسی تصریح کرد: ما برای اولین بار در جهان توانستیم چنین ربات پرنده مجهز به میکرو گیره‌ها را طراحی کنیم. این روبات می‌تواند به درون هر فضایی وارد شود و مواد بسیار خطرناک زیستی را کنترل کند یا در اتاقهای خلاء کار انجام دهد.
وی تصریح کرد: از آنجا که نیروی لازم برای کار ربات از خارج تامین میشود، لذا میکروربات نیازی به حمل یک منبع انرژی یا کنترل کننده ندارد، لذا قدرت مانور آن افزایش می‌یابد .
گفتنی است، دکتر خامسی، تحصیلات کارشناسی خود را در رشته مهندسی مکانیک و تولید در دانشگاه صنعتی امیرکبیر و دوره کارشناسی ارشد و دکتری را در رشته مکاترونیک در دانشگاه میای ژاپن و دوره پست دکتری را در دانشگاه آلبرتا پشت سر گذاشته است.
پژوهشگران دانشگاه صنعتی مالک اشتر برای نخستین بار در کشور موفق به طراحی و ساخت پیل سوختی «روی ــ هوا» از گروه پیل‌های سوختی پیشرفته «فلز ــ هوا» شدند که به عنوان یک منبع انرژی نوین با قابلیت کاربردهای صنعتی در مراکز تحقیقاتی دنیا در مرحله تدوین فن‌آوری بوده و هنوز به مرحله تجاری‌سازی نرسیده است.
ساخت اولین پیل سوختی فلز ــ هوا حداقل به 30 سال پیش بر می‌گردد و مطالعات تحقیقاتی اندکی روی این نوع پیل‌ها انجام شده است.
این نوع پیل‌ها با داشتن مزایایی چون دانسیته انرژی بالاتر از باتریها، ولتاژ کاری بالا و عدم تولید مواد سمی و مخرب زیست محیطی، به عنوان منبع پاک در صنایع خودرو، شارژ باتری‌های قابل شارژ و تامین انرژی مورد نیاز منازل، صنایع مخابراتی، مراکز دور افتاده، شرایط بحرانی نظیر زلزله، سیل و ... قابل استفاده است و به واسطه داشتن دمای کار پایین در برابر حساسه‌های مادون قرمز قابل ردیابی نمی باشد.
عواملی دیگر چون ارزانی، پایداری شیمیایی و عدم وجود هر گونه خطرات ذخیره سازی و حمل سوخت مانند احتراق، آتشگیری، قابلیت استفاده در محدوده وسیع دمای محیطی 40- تا 50+ درجه سانتیگراد، قابلیت به کارگیری در محیط‌های بسته خانگی و پناهگاه‌ها، فراوانی و وجود منابع سرشار روی و تولید با خلوص بالا در کشور مانند شرکت ذوب و روی بافق، شرکت ذوب و روی زنجان و ... ، تجدیدپذیر بودن سوخت و همچنین عدم وابستگی به منابع فسیلی، به کارگیری پیل سوختی روی ــ هوا را توجیه پذیرتر می‌کند.
ماده زاید حاصل از این فرایندهای الکتروشیمیایی، اکسید روی میباشد که نه تنها آلوده کننده محیط زیست نیست، بلکه می‌تواند به عنوان ماده اولیه صنایع مختلف دارویی، بهداشتی، رنگ، لاستیک و ... مورد بهره‌برداری قرار گیرد.
هر تک سل الکتروشیمیایی از آند با سوخت روی، کاتد به نام الکترود نفوذ گاز، جدا کننده مکانیکی و الکترولیت هیدروکسید پتاسیم تشکیل میشود که می‌تواند ولتاژ مدار باز 45/1 و ولتاژ عملیات حدود 1تا 2/1 ولت را در مدت زمان قابل قبولی - بسته به میزان فلز روی در تک سل - تامین کند.
ذرات روی به عنوان سوخت در محیط قلیایی الکترولیت قرار گرفته و اکسید روی به عنوان محصول نهایی واکنش تولید میشود که با جریان الکترولیت خارج میشود.
با انجام واکنش الکتروشیمیایی، الکتریسته از طریق مدار خارجی از آند به سمت کاتد جریان می‌یابد.
نشت الکترولیت اهمیت زیادی دارد، چرا که در صورت نفوذ آن به سطح کاتد و عبور از آن، باعث خوردگی و مسدود شدن روزنه‌های کاتد و مانع از عبور اکسیژن هوا میشود و به دنبال آن دانسیته جریان کاهش می‌یابد.
آزمایشات متعددی با نمونه ساخته شده انجام شد و نتایج خوبی پس از ساعتها کار مداوم به دست آمد.
تمام آزمایشات در شرایط دمایی 25 تا 32 درجه سانتیگراد و رطوبت 62 درصد در هوای آزاد انجام شده و زمان لازم جهت اخذ ولتاژ پس از تزریق الکترولیت حدود یک دقیقه به ثبت رسیده است.
با توجه به جدید بودن پیل سوختی روی ــ هوا و عدم وجود نتایج کافی در این خصوص، این تحقیق که برای اولین بار در کشور انجام شد توانسته است، اطلاعات نسبتا خوبی را ارائه کند.
بر اساس آخرین نتایج به دست آمده و با استفاده از جدا کننده مناسب با تخلخل بالا، بیشترین توان حاصل از تک سل ساخته شده با سطح فعال 60 سانتیمتر مربع 5/1 ولت دانسیته توان 25mW/cm2 و حداکثر جریان 2/1 آمپر بوده و در مرحله بهینه سازی قرار دارد.
به دلیل اهمیت این موضوع و مناسب بودن دانسیته توان در پیل سوختی روی ــ هوا، این تحقیقات در حال گسترش میباشد.
 | |
| پژوهشگران کشور موفق به دستیابی به دانش فنی تولید سرامیکهای پیشرفته ای شدند که دارای خواص الکتریکی و کاربردهای صنعتی هستند. | |
|
حسین صادقی - معاون پژوهشی و علمی شرکت ایتاکو افزود: با توجه به اهمیت این نوع سرامیکها در حال حاضر محققان کشور موفق به تولید نوعی سرامیک پیشرفته شدند که پس از فرآوری، قابلیت اضافه شدن به مواد اولیه فلزات را نیز دارند. وی با تاکید بر اینکه با اضافه شدن این مواد به فلزات می توان از آن در ساخت آلیاژها استفاده کرد، افزود: سرامیک تولید شده دارای کاربردهای وسیع صنعتی است. این نوع سرامیک در صنایعی چون خودروسازی، هوا فضا، صنایع الکترونیکی، ذوب فلزات و تولید آلیاژهای خاص کاربرد دارد. این پژوهشگر اضافه کرد: این سرامیکها در ساخت قطعات موتورهای جت و صنایع نظامی کاربرد وسیعی دارد. ضمن آنکه در صنایع ریخته گری فلزات مانند ساخت کوره های ذوب آهن، ذوب آلومینیوم و مس و خطوط انتقال مواد مذاب مورد استفاده قرار می گیرد. صادقی افزود: سرامیکهای پیشرفته به دلیل برخورداری از ویژگیهایی چون پایداری در دماهای بالا، استحکام زیاد و مقاومت بالا در برابر خوردگی، خواص مغناطیسی و الکتریکی خاص و منحصربه فرد چون پیزوالکتریسیته، ابررسانایی و عایق و یا نیمه هادی بودن در بسیاری از صنایع در لیست اجزای بسیار مهم و استراتژیک قرار دارند. وی اظهار داشت: در 60 سال اخیر در دنیا در خصوص 25 گروه مختلف از سرامیکهای پیشرفته تحقیقات وسیعی صورت گرفته و بسیاری از آنها به تولید رسیده است. معاون پژوهشی و علمی شرکت ایتاکو گفت: در سالهای اخیر شکوفایی و گسترش صنایع الکترونیک و همچنین کاربرد وسیع سرامیکهای پیشرفته در صنایع مربوط به تکنولوژی پزشکی و خودرو سازی موجب رشد چشمگیر بازار سرامیکهای پیشرفته شده و اکنون این سرامیکها رقمی حدود 50 میلیارد دلار را به خود اختصاص داده است. وی افزود: این بازار از نرخ رشد سالانه ای در حدود 6 تا 7 درصد برخوردار بوده و پیش بینی می شود که نرخ رشد آن در سالهای آینده همچنان افزایش یابد. صادقی سرامیکها را از جمله مواد اولیه صنایع دانست که دارای کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف هستند و گفت: این ماده هر چند که در اروپا از سال 1880 تولید و کاربردهای صنعتی یافته است ولی در کشور ما شناخته شده نسیت و این عامل سبب شده است که بسیاری از مواد اولیه مورد نیاز صنایع از خارج وارد شوند. |
تصاویری که می بینید ، پروتوتایپ و طرح اولیه از دومین خودرو ملی ایران خودرو با کد X12 هستند. این پروژه برنامه ریزی شده تا در 22 بهمن امسال رونمایی شود . X12 روی پلت فرم 206 بنا شده و ادامه دهنده ی پروژه X11 - پیکان جدید - ایران خودرو است و از پیشرانه 1.4 لیتری ملی ایران خودرو از خانواده موتور ملی ایران خودرو ( EF7 ) استفاده می کند که توانایی تولید حدود 80 اسب بخار قدرت را داراست . با استفاده از موتور ملی و اکسل طراحی شده توسط این شرکت ارزان تر از خودرو های هم کلاسش در بازار طراحی و تولید شود ، شرکتی چینی با در یافت هزینه ی لیسانس و royalty همکار ایران خودرو در زمینه تولید این خودرو خواهد بود. البته امکان تغییرات اساسی در پروژه اصلی بسیار محتمل است.
با سلام خدمت علاقه مندان به نرم افزار متلب
یک مجموعه لوح فشرده حاوی بیش از 100 کتاب الکترونیکی در مورد نرم افزار متلب آماده ارایه به دوستان می باشد . اگر علاقه مندان به مشاهده لیست اسامی کتاب ها هستید به ادامه مطلب مراجعه کنید.
برای تهیه کتب بر روی لینک زیر کلیک کنید.
ساختمان سازی با سازه های فلزی
مزایای ساختمان فلزی
مقاومت زیاد : مقاومت قطعات فلزی زیاد بوده و نسبت مقاومت به وزن از مصالح بتن بزرگتر است ، به این علت در دهانه های بزرگ سوله ها و ساختمان های مرتفع ، ساختمانهائی که برزمینهای سست قرارمیگیرند ، حائز اهمیت فراوان میباشد .
خواص یکنواخت : فلز در کارخانجات بزرگ تحت نظارت دقیق تهیه میشود ، یکنواخت بودن خواص آن میتوان اطمینان کرد و خواص آن بر خلاف بتن با عوامل خارجی تحت تاثیر قرار نمی گیرد ، اطمینان در یکنواختی خواص مصالح در انتخاب ضریب اطمینان کوچک مؤثر است که خود صرفه جو یی در مصرف مصالح را باعث میشود .
دوام : دوام فولاد بسیار خوب است ، ساختمانهای فلزی که در نگهداری آنها دقت گردد . برای مدت طولانی قابل بهره برداری خواهند بود - خواص ارتجاعی : خواص مفروض ارتجاعی فولاد با تقریبی بسیار خوبی مصداق عملی دارد . فولاد تا تنشهای بزرگی از قانون هوک بخوبی پیروی مینماید . مثلآ ممان اینرسی یک مقطع فولادی را میتوان با اطمینان در محاسبه وارد نمود . حال اینکه در مورد مقطع بتنی ارقام مربوطه چندان معین و قابل اطمینان نمی باشد .
معایب ساختمان های فلزی
ضعف در دمای زیاد : مقاومت ساختمان فلزی با افزایش دما نقصان می یابد . اگر دکای اسکلت فلزی از 500 تا 600 درجه سانتی گراد برسد ، تعادل ساختمان به خطر می افتد .
خوردگی و فساد فلز در مقابل عوامل خارجی : قطعات مصرفی در ساختمان فلزی در مقابل عوامل جوی خورده شده و از ابعاد آن کاسته میشود و مخارج نگهداری و محافظت زیاد است .
تمایل قطعات فشاری به کمانش : با توجه به اینکه قطعات فلزی زیاد و ابعاد مصرفی معمولا" کوچک است ، تمایل به کمانش در این قطعات یک نقطه ضعف بحساب می رسد .
یکی از ایده های جدید تولید انرژی، انتقال انرژی خورشیدی از سطح ماه بصورت بی سیم است. اصول اولیه این طرح توسط دکتر دیوید کریسول (Dr. David Criswell) محقق دانشگاه هوستون تگزاس و مدیرمؤسسه Space Systems Operations ارائه شده است. بر اساس این طرح، ابتدا مجموعه ای بسیار وسیع از سلولهای خورشیدی بر سطح ماه (که همیشه به طرف زمین است) قرار داده میشوند تا نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند. سپس انرژی الکتریکی حاصله به یک فرستنده مایکروویو ارسال میشود تا به امواج رادیویی در فرکانس 2.5 گیگاهرتز تبدیل شده و از آنجا بوسیله آنتنهای با پهنای بیم (beam) بسیار باریک بطرف زمین ارسال گردد. در سطح زمین این امواج الکترومغناطیسی پر قدرت بوسیله آرایه های بسیار بزرگ (very large array) از آنتنهای مایکروویو دریافت شده و دوباره به انرژی الکتریکی تبدِل میشوند. همچنین بخشی از این امواج توسط ماهواره های مخصوصی که در اطراف کره زمین قرار خواهند گرفت به نقاط دیگر کره زمین که در دید مستقیم ماه نمی باشند منعکس میشوند.
در واقع تبدیل انرژی الکتریکی به امواج الکترومغناطیسی این امکان را میدهد تا انرژی بصورت بی سیم از یک نقطه به نقطه دیگر منتقل شود و در نقطه مقابل پس از دریافت امواج الکترومغناطیسی با انجام عمل عکس، انرژی ااکتریکی مجدداً تولید گردد (به این روش اصطلاحاً power beaming میگویند). تقریباً اساس تمام سیستمهای انتقال برق بدون سیم بر همین پایه استوار است. البته واضح است که بازدهی چنین سیستمهایی در مقایسه با انتقال برق در خطوط برق بسیار پایین است چون مقدار زیادی از انرژی در تبدیل برق به امواج الکترومغناطیسی و بالعکس تلف میشود و بعلاوه مقداری ازانرژی موجود در امواج نیز در فرایند تشعشع وانتقال در محیط (اتمسفرزمین) به هدر خواهد رفت. بااین وجود، دکتر کریسول در مقالات مختلفی که ارائه کرده ( منجمله مقاله 1 و مقاله 2) بصورت تحلیلی به این مسائل اشاره کرده و با محاسبات مختلف ادعا نموده است که میزان انرژی تولید شده با احتساب تمام این تلفات و مخارجی که صرف ساخت و نصب تجهیزات خواهد شد باز مقرون به صرفه خواهد بود و تنها به کسری از یک سنت برای تولید یک کیلو وات بر ساعت برق خواهد رسید. البته دانشمندان ناسا نیز ایده های مشابهی مثل قرار دادن مجموعه ای از سلولهای خورشیدی و یا حتی صرفاً صفحه های منعکس کننده نور در مدار کره زمین ارائه کرده اند که بحث بر سر اینکه کدام روش مناسبتر است هنوز ادامه دارد.
HVDC یا انتقال به صورت مستقیم با ولتاژ بالا نوعی سیستم انتقال انرژی الکتریکی است. این روش راهی نوین برای انتقال انرژی الکتریکی در مقیاسهای کلان است و در این زمینه جایگزین خوبی در مقابل روش سنتی (استفاده از جریان متناوب) به شمار می‌رود. تکنولوژی ساخت این نوع سیستم به دهه ???? در سوئد بازمی‌گردد. از اولین خطوط ساخته شده با این تکنولوژی میتوان خط انتقال بین مسکو و کاشیرا در اتحاد جماهیر شوروی در سال ???? و سیستم انتقال ?? تا ?? مگاواتی واقع در سوئد را نام برد که در سال ???? به بهره‌برداری رسید. بزرگ‌ترین خط انتقال HVDC در حال حاضر خط انتقال اینگا-شابا با ضرفیت انتقال ??? مگاوات و با طول حدود ???? کیلومتر در کنگو واقع شده. این خط انتقال سد اینگا را به معدن مس شابا متصل می‌کند.
تاریخچه
اولین روش برای انتقال انرژی الکتریکی با جریان مستقیم توسط یک مهندس سویسی با نام رن تیوری (Rene Thury) ارایه شد. در این سیستم با سری کردن ژنراتورها و در نتیجه جمع جبری ولتاژهای تولیدی ولتاژ افزایش می‌یافت. هر ژنراتور در جریان ثابت می‌توانست انرژی الکتریکی تا ولتاژ ???? 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 ???? در ایتالیا به وسیله شرکت Acquedotto de Ferrari-Galliera مورد استفاده قرار گرفت. در این خط انتقال توانی برابر ??? کیلووات با ولتاژ ?? کیلوولت تا مسافت ???کیلومتر منتقل می‌شد. سیستم Moutiers-Lyon با همان مکانیزم به وسیله هشت ژنراتور متصل شده با دو ردیف کلکتور می‌توانست ولتاژ را تا ??? کیلوولت افزایش دهد. این سیستم از سال ???? تا ???? مورد استفاده قرار گرفت. دیگر سیستمهای از این دست نیز تا دهه ???? مورد استفاده قرار می‌گرفتند. عیب این سیستم‌ها در این بود که ماشین‌های گردان (مولدها و مبدل‌های گردان) به تعمیر و نگهداری زیادی نیاز داشتند و در ضمن تلفات در این ماشین‌ها زیاد بود. استفاده از ماشین‌های مشابه دیگر نیز تا اواسط قرن بیستم ادامه داشت, ولی با موفقیت کمی همراه بود.
یکی از روش‌هایی که برای کاهش ولتاژ مستقیم گرفته شده از خطوط انتقال مورد آزمایش قرار گرفت, استفاده از ولتاژ برای شارژ کردن باتری‌های سری بود. پس از شارژ شدن باتریها در حالت سری آنها را در حالت موازی به هم اتصال می‌دادند و از آنها برای تغذیه بارها استفاده می‌کردند. با این حال از این روش فقط در دو طرح انتقال استفاده شد چراکه این روش به دلیل محدودیت ظرفیت باتریها, مشکلات مربوط به تغییر وضعیت باتریها از سری به موازی و پسماند انرژی در هر سیکل شارژ و دشارژ در باتریها اصلاً اقتصادی نبود.
در طول سالهای ???? تا ???? رفته رفته امکان استفاده از شبکه‌های کنترل شده به وسیله لامپ‌های قوس جیوه فراهم آمد. در ???? در یک شبکه ?? مگاوات به طول ??? کیلومتر از لامپ‌های جیوه استفاده شد. این شبکه که یک شبکه کابلی برای تغذیه شهر برلین بود هرگز به بهره‌برداری نرسید چراکه در ???? با فروپاشی آلمان فاشیستی طرح نیمه‌کاره رها شد. توجیه استفاده از خطوط زیرزمینی دیده نشدن آنها در حملات هوایی بود. با پایان یافتن جنگ جهانی دوم این طرح توجیه نظامی خود را از دست داد, تجهیزات و تأسیسات طرح نیز به شوروی برده شد و در آنجا مورد استفاده قرار گرفت.
مزایا :
بزرگ‌ترین مزیت سیستم جریان مستقیم, امکان انتقال مقدار زیادی انرژی در مسافت‌های زیاد است و با تلفات کمتر (در مقیسه با روش انتقال DC) است. بدین ترتیب امکان استفاده از منابع و نیروگاه‌های دور افتاده مخصوصا در سرزمین‌های پهناور به وجود می‌آید.
برخی از شرایطی که استفاده از سیستم HVDC به‌صرفه‌تر از انتقال AC است عبارت‌اند از:
خطوط طولانی زیرآبی دارای ظزفیت خازنی زیادی هستند. در سیستم DC این ظرفیت خازنی تأثیر کمی بر روی عملکرد شبکه دارد اما از انجایی که در مدارهای AC, خازن در مدار تقریباً به صورت یک مقاومت عمل می‌کند ظرفیت خازنی در خطوط زیرآبی موجب ایجادشدن تلفات اضافی در مدار میشود و این استفاده از جریان DC را رد خطوط زیر آبی به صرفه می‌کند.
در حالت کلی نیز جریان DC قادر به جابجایی توان بیشتری نسبت به جریان AC است چراکه ولتاژ ثابت در DC از ولتاژ پیک در AC کمتر است و بدین ترتیب نیاز به استفاده از عایق‌بندی کمتر و همچنین فاصله کمتر در بین هادی‌ها است که این عمر موجب سبک شدن هادی و کابل و همچنین امکان استفاده از هادی‌های بیشتر در یک محیط مشخص میشود و همچنین هزینه انتقال به صورت DC کاهش می‌یابد.
افزایش ثبات شبکه :
از آنجایی که سیستم HVDC به دو شبکه ناهماهنگ AC امکان میدهد تا بهم اتصال یابند, این سیستم می‌تواند موجب افزایش ثبات در شبکه شود و از ایجاد پدیده‌ای به نام «آبشار خطاها» (Cascading failure) جلوگیری کند. این پدیده زمانی به وجود می‌آید که به علت بروز خطا در قسمتی از شبکه کل یا قسمتی از بار این بخش به بخش دیگری انتقال داده میشود و این بار اضافه موجب ایجاد خطا در قسمت دیگر شده و یا این بخش را در خطر قرار میدهد که به این ترتیب بار این بخش هم به قسمت دیگری انتقال داده میشود و این حالت ادامه پیدا می‌کند. مزیت شبکه HVDC دراین است که تغییرات در بار که موجب ناهماهنگی در شبکه‌های AC میشود تأثیرات مشابهی را بروی شبکه HVDC نمی‌گذارد, چراکه توان و مسیر جاری شدن آن در سیستم HVDC قابل کنترل است و در صورت نیاز قابلیت کنترل اضافه بار در شبکه AC را دارد. این یکی از دلایل مهم تمایل برای ساخت این گونه شبکه‌هاست.
معایب :
مهم‌ترین عیب این سیستم گران بودن مبدل‌ها و همچنین محدودیت آنها در مقابل اضافه بارها است همچنین در خطوط کوتاه تلفات به وجود آمده در مبدل‌ها از یک شبکه AC با همان طول بیشتر است, بنابر این این سیستم در مسافت‌های کوتاه کاربردی ندارد و یا ممکن است صرفه جویی به وجود آمده در تلفات نتواند هزینه بالای نصب مبدل‌ها را جبران کند. در مقایسه با سیستمهای AC, کنترل این سیستم در قسمت‌هایی که شبکه دارای اتصالات زیادی است خیلی پیچیده‌است. کنترل توان جاری در یک شبکه پر اتصال DC نیازمند ارتباط قوی بین تمامی اتصال‌هاست چراکه هنواره باید توان جاری در شبکه کنترل شود.
هزینه های مربوط به انتقال DC
شرکت‌های بزرگ ایجاد کننده این گونه خطوط مانند ABB یا Siemens هزینه مشخصی از اجرای طرح‌های مشابه در مناطق مختلف اعلام نکرده‌اند چراکه این هزینه بیشتر یک توافق بین طرفین است. از طرف دیگر هزینه اجرای این گونه طرح‌ها به طور گسترده‌ای به خصوصیات پروژه مانند: میزان توان شبکه, طول خطوط, نوع شبکه(هوایی یا زیر زمینی), قیمت زمین در منطقه مورد بحث و... بستگی دارد.
با این حال برخی از شاغلین در این زمینه در این زمینه اطلاعاتی را بروز داده‌اند که می‌تواند قابل اعتماد باشد. برای خط انتقال ? مگاواتی کانال انگلستان(English Channel) با طول تقریبی ?? کیلومتر, هزینه مربوط به قرار داد اولیه به تقریباُ به صورت زیر است: (جدای از هزینه‌های مربوط به عملیات آماده سازی ساحل, هزینه‌های مربوط به مالکیت زمین‌ها, هزینه بیمه مهندسین و...)
بنابراین برای احداث شبکه انتقال ? گیگاواتی در چهار خط, هزینه‌ای تقریبی برابر ??? میلیون پند نیاز است که باید دیگر هزینه‌های مرتبط با ساخت و بهره‌برداری خط به ارزش ??? تا ??? میلیون پند را هم به آن اضافه کرد.
اتصالات AC
خطوط انتقال AC تنها می‌توانند به خطوط AC که دارای فرکانس برابر و تطابق زمانی یا فازی هستند متصل شوند. خیلی از شبکه‌هایی که به ایجاد اتصال تمایل دارند (مخصوصا شبکه‌های متعلق به دو کشور متفاوت) دارای شبکه‌های ناهماهنگ هستند. شبکه سراسری انگلستان و دیگر کشورهای اروپایی با فرکانس ?? هرتز کار می‌کنند اما هماهنگ نیستند یا برای مثال در کشوری مثل ژاپن شبکه‌ها ?? یا ?? هرتز هستند. در سراسر جهان مثال‌های زیادی از این دست وجود دارد. در این حالت اتصال شبکه‌ها به صورت AC غیرممکن یا پرهزینه است, اما در سیستم HVDC امکان ایجاد اتصال بین شبکه‌های این چنینی وجود دارد.
این امکان وجود دارد که ژنراتورهای وصل شده به یک شبکه انتقال بلند AC دچار بی‌ثباتی شده و موجب اختلال در هماهنگی شبکه شوند. سیستم HVDC استفاده از ژنراتورهای نصب شده در مناطق دورافتاده را عملی می‌کند. ژنراتورهای بادی مستقر در مناطق دور افتاده با استفاده از این سیستم می‌توانند بدون اینکه خطر ایجاد ناهماهنگی در شبکه به وجود آورند به شبکه اتصال یابند.
به طورکلی گرچه HVDC امکان اتصال دو شبکه متفاوت AC را فراهم می‌کند اما هزینه ماشین‌آلات و تجهیزات مبدل از AC به DC و برعکس واقعاً قابل توجه است, بنابراین استفاده از این سیستم بیشتر در شبکه‌هایی که توجیه اقتصادی داشته باشد انجام می‌گیرد(مسافت دارای توجیه پذیری اقتصادی در سیستم HVDC برای خطوط زیر آبی در حدود ?? کیلومتر و برای شبکه‌های هوایی بین ??? تا ??? کیلومتر است).
مبدل ها :
در گذشته مبدل‌های HVDC از یکسوکننده‌های قوس جیوه که غیر قابل اطمینان بودند, برای انجام یکسوسازی استفاده می‌کردند و هنوز هم استفاده از این یکسوسازها در برخی مبدل‌های قدیمی ادامه دارد. از درگاه‌های تیریستوری اولین بار در دهه ???? برای یکسو سازی استفاده شد. تریستور نوعی قطعه نیمه‌هادی شبیه دیود است, با این تفاوت که دارای یک پایه اضافی برای کنترل جریان عبوری است. امروزه از IGBT که نوعی تریستور است نیز برای یکسو سازی استفاده میشود. این قطعه دارای قابلیت‌های بهتری از تریستورهای عادی است و کنترل آن اسانتر است که قابلیت‌ها موجب کاهش یافت قیمت تمام شده یک درگاه میشود.
از انجایی که ولتاژ استفاده شده در سیستم HVDC در بسیاری موارد از ولتاژ شکست انواع نیمه‌هادی‌ها بیشتر است, برای ساخت مبدل‌های HVDC از تعداد زیادی قطعات نیمه هادی به صورت سری استفاده می‌کنند.
سیستم کنترل ولتاژ که با ولتاژ نسبتاً پایینی کار می‌کند و وظیفه انتقال دستورات قطع یا وصل را به دیگر اجزا دارد باید به طور کامل از قسمت ولتاژ بالا جدا شود. این کار عموماً با استفاده از سیستمهای نوری انجام می‌پزیرد. در یک سیستم کنترل مرکب, قسمت کنترل برای انتقال دستورات از پالس‌های نوری استفاده می‌کند. عمل حمل این پالس‌ها به وسیله فیبرهای نوری انجام می‌گیرد.
عنصر کاملاً کنترل شده را بدون توجه به اجزای تشکیل دهنده, «درگاه» (valve) می‌ناند.
در سیستم HVDC تیدیل از AC به DC و بر عکس تقریباً با تجهیزات مشابهی انجام میشود و در بسیاری پست‌های تبدیل, تجهیزات طوری نصب میشوند که بتوانند هر دو نقش را داشته باشند. قبل از وصل جریان AC به تجهیزات یکسوسازی ورودی مبدل از تعدادی ترانسفورماتور (ترانسفورماتور سربه‌سر)عبور می‌کند و سپس خروجی آنها به درگاه‌های یکسوسازی وارد میشود. دلیل استفاده از این ترانسفورماتورها ایزوله کردن پست تبدیل از شبکه AC و به وجود آوردن زمین (Earthing) داخلی است. در پست تبدیل وظیفه اصلی بر عهده درگاه‌هاست. در ساده‌ترین حالت یک یکسوساز از شش درگاه تشکیل شده است که دو به دو به فازهای AC متصل شده‌اند. ساختمان یکسو ساز به صورتی است که هر درگاه در هر سیکل تنها در طول 60 درجه هادی است و به این صورت وظیفه انتقال توان در هر سیکل 360 درجه‌ای به طور مساوی بین شش درگاه تقسیم میشود. با افزایش درگاه‌ها تا 12 عدد میتوان یکسوساز را طوری طراحی کرد که هر 30 درجه درگاه‌ها عوض شوند و بدین ترتیب ظرفیت یکسوسازی هر درگاه افزایش می‌یابد و هارمونیک‌های تولیدی یکسوساز به شدت کاهش می‌یابند.
