現代電力系統選擇交流而非直流,本質是其在遠距離輸電和電壓轉換上的不可替代優勢:
高壓輸電損耗低,成本可控
電能傳輸時,損耗功率與電流的平方成正比(公式:P 損 = I2R)。交流電源可通過變壓器(僅對交流電有效)輕松將電壓升高(如從發電站的 10kV 升至 500kV 超高壓),此時電流大幅降低,輸電線路的損耗可減少 90% 以上 —— 這是直流電源(傳統技術下難以低成本變壓)無法實現的,也是全球電網采用交流的核心原因。
降壓便捷,適配不同設備需求
高壓交流電輸送到城市后,可通過各級變電站(如 110kV→10kV→220V)逐步降壓,最終適配家庭 220V、工業 380V 等不同場景,變壓器的成本遠低于直流變壓設備。
發電機效率高,技術成熟
交流發電機的結構比直流發電機更簡單(無需 “換向器" 來改變電流方向),故障率低、維護成本低,適合大規模量產和長期穩定運行。