Ett nytt distributionssystem designat av forskare vid University of Waterloo skulle sänka elpriserna med mer än fem procent samtidigt som tjänsternas tillförlitlighet förbättras.

Designen innebär integrering av de två typerna av elektrisk ström som driver hem, industrier och elfordon – växelström (AC) och likström (DC).

Forskare hittade effektivitetsvinster genom att designa ett system som levererar båda typerna av ström till kunderna istället för de distributionssystem som är enbart för AC som nu används över hela världen.

Deras tillvägagångssätt minimerar omvandlingar från en typ av ström till en annan och gör det lättare att integrera växande grön teknik.

"Minimering av kraftomvandlingskraven skapar ett enklare system med högre effektivitet och mindre förluster, sa Haytham Ahmed, en postdoktor som ledde forskningen tillsammans med elektroingenjörskollegor vid Waterloo. "När du minskar antalet omvandlare, du minskar också risken för tjänsteavbrott på grund av haverier."

Befintliga kraftnät bär växelström på grund av utnyttjandet av krafttransformatorer för att öka spänningen för större överföringseffektivitet över långa avstånd och minska spänningen för distributionsändamål.

Som ett resultat, distributionssystemen som sedan levererar el från lokala transformatorstationer till slutanvändare har också AC.

Det betyder elektroniska enheter som datorer, tv-apparater och smartphones, som alla använder likström, måste inkludera AC-DC-omvandlare.

Det betyder också att omvandlare måste ladda likströmsdrivna elfordon och mata in el till nätet från gröna genereringskällor, inklusive solpaneler och bränsleceller, som producerar DC.

Det nya AC-DC hybridsystemet, produkten av sofistikerad datormodellering och optimering, introducerar AC-DC-omvandlare vid strategiska punkter i själva distributionssystemet, istället för endast vid slutpunkter där kunderna kommer åt det.

En jämförelse av AC-DC hybriddistributionssystemet med ett AC-only system uppskattade besparingar på över fem procent på grund av mindre energiförluster och lägre infrastrukturkostnader.

Om elektroniska enheter och elfordon inte längre behövde omvandlare, de skulle också vara billigare att tillverka och använda mindre el.

"När du känner att värmen kommer från laddaren för din bärbara dator, det är förlorad energi, ", sa Ahmed. "Vi kan eliminera dessa förluster så att vi förbrukar mindre ström."

AC-DC hybriddistributionssystemet förväntas ha störst potential för användning i nya bostads- och kommersiella områden, eller när befintliga system byggs ut med ytterligare transformatorstationer.