Energetyka jest obecnie w stadium całkowitej transformacji. Zmieniające się struktury rynków w połączeniu z coraz bardziej rozproszoną, zmienną i nieprzewidywalną generacją energii elektrycznej różnego pochodzenia komplikują zarządzanie siecią elektroenergetyczną. Operatorzy sieci przesyłowych stają obecnie przed istotnymi, a nawet sprzecznymi wyzwaniami.
Elektrownie wykorzystujące odnawialne źródła energii są często budowane w odległych miejscach. Wymaga to budowy nowych linii w celu połączenia ich z główną siecią elektroenergetyczną i przesyłania wytworzonej energii do miejsc poboru. Coraz większy udział energii odnawialnej w generacji energii elektrycznej jest powodem dużej zmienności dostawy energii. Sieć jest traktowana, jako istotny element rozwiązania problemu tej zmienności, ponieważ umożliwia wymianę energii elektrycznej między regionami, w których pojawia się jej nadmiar i regionami gdzie występują chwilowe szczyty zapotrzebowania. Sprostanie wymogom nowego typu wymiany energii wymaga rozbudowy sieci.
Czytaj: Udział energii odnawialnej w koszyku energetycznym
Jednakże nigdy dotąd opory przeciwko budowie nowych linii nie były tak silne. Budowa nowych linii w gęsto zaludnionych obszarach zawsze stanowiła wyzwanie. Obecnie niepewność, co do oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego oraz coraz bardziej restrykcyjne przepisy lokalne pogłębiają ten problem. W obszarach mniej zaludnionych proces uzyskania pozwolenia na nowe linie napowietrzne może być nawet bardziej skomplikowany z powodu ich wizualnego oddziaływania na krajobraz.
Z powodu zmiennego i nieprzewidywalnego profilu generacji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych, operatorzy systemów przesyłowych są coraz częściej zmuszeni eksploatować linie elektroenergetyczne na granicy ich zdolności przesyłowej. Zadanie operatorów byłoby łatwiejsze gdyby dysponowali rezerwową mocą przesyłową, którą mogliby od czasu do czasu wykorzystywać. Jednak ograniczeniem dla nich jest maksymalna temperatura pracy przewodu, powyżej której przewód wykazuje nadmierną tendencję do pełzania i nie można dłużej gwarantować jego ciągłości mechanicznej.
Wzrastający nacisk na efektywność energetyczną linii przesyłowych czyni tę sytuację jeszcze trudniejszą. I rzeczywiście – po dokonaniu znacznych inwestycji dla poprawy sprawności energetycznej po stronie zasilania i po stronie poboru, przychodzi czas na skoncentrowanie się na energii traconej pomiędzy tymi ogniwami systemu. Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA) światowe zużycie energii elektrycznej wynosi ponad 20 000 TWh rocznie, z czego 7% (tj. 1 400 TWh/rok) jest tracone w przewodach doprowadzających tę energię. Udział wyczerpywalnych paliw kopalnych w strukturze źródeł energii wykorzystywanej do produkcji energii elektrycznej jest nadal wysoki. Każda poprawa efektywności energetycznej zmniejsza nasze uzależnienie od tego rodzaju paliw i ogranicza związaną z ich użyciem emisję dwutlenku węgla.
Zobacz również: Transformacja energetyczna coraz bliżej
Zmniejszenie strat przesyłowych o jedną trzecią mogłoby zmniejszyć roczną emisję CO2 o 250 milionów ton (przyjmując średnią emisję 0,5 kg CO2 na 1 kWh wyprodukowanej energii elektrycznej), co jest równoważne wyeliminowaniu z ruchu 50 milionów samochodów. Taka poprawa efektywności energetycznej mogłaby również zastąpić zapotrzebowanie na budowę 60 000 MW nowych mocy wytwórczych, co oznacza pożądany czas na przejście do gospodarki opartej na odnawialnej energii, a także zwiększyć efektywność energetyczną i finansową całego systemu elektroenergetycznego. Z tych właśnie powodów, organy regulacyjne coraz więcej uwagi poświęcają efektywności linii napowietrznych i przenoszą swój główny cel z minimalizacji kosztów inwestycyjnych na minimalizowanie kosztu życia linii. To jednakże stawia przed operatorami systemów przesyłowych dodatkowe, istotne wyzwania.
Aby podołać wszystkim tym zadaniom jednocześnie, potrzebny jest przewód, którym można zastąpić stare przewody w ramach istniejących pasów terenu zajętych pod linie elektroenergetyczne i który przy tym zwiększy efektywność energetyczną, zdolność przesyłową i obciążalność linii. Odpowiedzią na wszystkie te potrzeby razem może być przewód z miedzi stopowej (CAC). W przewodach napowietrznych będących tradycyjnie domeną aluminium wykorzystuje się albo wzmocnienie przewodu rdzeniem stalowym, albo stopy aluminium.
Postrzeganie miedzi, jako materiału na przewody linii napowietrznych może być zaskoczeniem, ponieważ jest ona materiałem znacznie cięższym. Jednakże, ciężar nie jest najistotniejszą cechą tego przewodu.
Polecamy: Kable i przewody, stacje wysokich napięć. Dobór schematów głównych i rozwiązań konstrukcyjnych
