Europejskie organy regulacyjne sieci elektroenergetycznych zmierzają do obniżenia strat energii i w związku z tym przenoszą nacisk z minimalizowania kosztów inwestycyjnych nowych linii na minimalizowanie kosztu życia linii.
Na koszt cyklu życia linii składa się pięć odrębnych elementów:
- Słupy i fundamenty (dostawa i instalacja),
- Przewody,
- Montaż i naprężanie przewodów,
- Obsługa eksploatacyjna i konserwacja,
- Straty energii
W swoim studium wykonalności, Agencja DNV KEMA wykonała obliczenia powyższych pięciu składników kosztu cyklu życia dla kilku różnych typów przewodów i dla różnych scenariuszy. We wszystkich scenariuszach straty energii stanowią największą część kosztu cyklu życia. Ich udział zawiera się w przedziale od 40% do 80%, w zależności od typu przewodu, długości cyklu życia, profilu obciążenia i ceny energii elektrycznej.
Przyjmijmy następujące warunki:
- Profil obciążenia:
- 100% obciążenia w ciągu 25% cyklu życia,
- 80% obciążenia w ciągu 20% cyklu życia,
- 40% obciążenia w ciągu 55% cyklu życia,
- Cena energii elektrycznej – 5 c€/kWh,
- Czas trwania cyklu życia – 20 lat
Założenia te prowadzą do następujących wyników, przedstawionych na poniższym rysunku:
Rys. 1: Porównanie kosztów cyklu życia nowej linii napowietrznej z przewodami miedzianymi CAC i takiej samej linii z przewodami stalowo aluminiowymi ACSR
Przewód wykonany z miedzi stopowej jest w przybliżeniu trzykrotnie droższy od przewodu stalowo aluminiowego, ale cena przewodu stanowi jedynie małą część całkowitego kosztu cyklu życia. Wyższy nakład inwestycyjny jest w znacznym stopniu kompensowany przez niższe koszty wynikające z obniżenia strat energii (co najmniej o 20%) w wyniku czego koszt przewodu zwraca się w okresie krótszym niż 5 lat. Koszty dostawy i instalowania słupów, montażu i naprężania przewodów oraz obsługi eksploatacyjnej i konserwacji są podobnego rzędu wielkości dla wszystkich trzech typów przewodów. Całkowity koszt cyklu życia przewodu wykonanego z miedzi stopowej jest niższy o 14,3% w porównaniu z przewodem aluminiowo-stalowym ACSR Hawk.
Zobacz też: Wykorzystanie miedzi w domowych instalacjach elektrycznych [PORADNIK]
Należy zauważyć, że straty w przewodzie można zredukować zwiększając przekrój przewodu aluminiowo-stalowego ACSR, jak w przypadku przewodu Eagle w porównaniu z przewodem Hawk. Jednak redukcja strat nie jest tak znaczna jak w przypadku przewodu wykonanego z miedzi stopowej, a niemal cała oszczędność nakładu inwestycyjnego zostaje utracona z powodu wyższego koszu słupów i fundamentów, ponieważ większy przekrój poprzeczny przewodu powoduje większe obciążenia od wiatru i od oblodzenia, co z kolei wymaga wzmocnienia słupów.
Unowocześnienie istniejących linii pod względem ich konkurencyjności
Koszt cyklu życia w przypadku modernizacji istniejącej linii składa się tylko z czterech elementów:
- Przewody,
- Montaż i naprężanie przewodów,
- Obsługa eksploatacyjna i konserwacja,
- Straty energii
W drugim studium wykonanym przez DNV KEMA, koszt cyklu życia unowocześnianej linii napowietrznej został obliczony dla różnych scenariuszy. Jak można było się spodziewać, udział strat energii w całkowitym koszcie życia jest większy i stanowi 85-95% LCC, zależnie od typu przewodu, czasu trwania cyklu życia, profilu obciążenia i ceny energii elektrycznej.
Przyjmijmy te same warunki, co poprzednio. Założenia te prowadzą do następujących wyników obliczeń kosztu cyklu życia unowocześnianej linii napowietrznej z przewodem ACSR Hawk lub CAC-165, przedstawionych na rysunku 2:
Rys. 2: Porównanie kosztów cyklu życia unowocześnionej linii napowietrznej z przewodami miedzianymi CAC i takiej samej linii z przewodami stalowo aluminiowymi ACSR
Straty w przewodzie typu CAC-165 są o ponad 10% niższe w porównaniu z przewodem aluminiowo-stalowym ACSR HAWK. W rezultacie, nawet jeżeli nakład inwestycyjny jest w przybliżeniu o 70% wyższy to całkowity koszt życia unowocześnionej linii jest o 8,5% niższy. Inne parametry, takie jak przekroje przewodów, profile obciążenia, cena energii elektrycznej i długość cyklu życia, prowadzą do nieco innych wyników, ale do podobnych wniosków.
Polecamy: Indeks elastyczności sytemu elektroenergetycznego. Raport
