Německá páteřní přenosová vedení dostanou do vínku novou technologii. Využita bude poprvé na světě

DomůPřenos elektřinyNěmecká páteřní přenosová vedení dostanou do vínku novou technologii. Využita bude poprvé na světě

Němečtí provozovatelé přenosové soustavy pro důležitá páteřní přenosová vedení SuedLink, SuedOstLink a A-Nord  použijí inovativní stejnosměrné 525kV kabely s plastovou izolací. Ty nahradí doposud používané kabely s nižším napětím.  Na realizaci těchto vedení stojí samé základy německé energetické transformace (Energiewende), jelikož právě přenos elektřiny z obnovitelných zdrojů energie do míst spotřeby je aktuálně největším německým problémem.

Doposud se v Německu pro stejnosměrné podzemní kabelové linky, například pro propojení větrných farem na moři s přenosovou soustavou, používaly kabely s plastovou izolací pro napětí 320 kV. Využití kabelových vedení o  napětí 525 kV přinese řadu výhod, které budou mít za následek minimalizaci nutných výkopových prací nebo vyšší přenášené výkony.

Podle německých provozovatelů přenosové soustavy (PPS), 50Hertz, Amprion, TenneT a TransnetBW, dojde ke světově prvnímu využití  podzemních kabelů pro stejnosměrné napětí 525 kV s plastovou izolací (XLPE).  Zmiňovaná vedení tak budou ve své podstatě představovat pilotní projekt. Dosud bylo nutné zvolit nižší napětí nebo využít kabelů využívajících jako izolaci impregnant. To v obou případech znamenalo buď vyšší nároky na prostor, nebo nižší přenášený výkon.

Kabelový buben. Zdroj: Tennet

Požadavky na prostor pro stejnosměrné linky se tak mohou snížit, čímž se také sníží potřebné stavební práce. To dle PPS výrazně sníží zásahy do životního prostředí a životů obyvatel, jejichž odpor je hlavní překážkou v budování německé přenosové soustavy.

„Provozovatelé přenosových soustav tak splňují přání politiků a občanů zavádět stejnosměrná propojení nezbytná pro úspěšné provedení Energiewende [transformace německé energetiky, pozn. red.] s co nejmenším dopadem na životní prostředí a přírodu. Použití nejmodernějších technologií je zásadním faktorem, který může také přispět k podpoře přijímání těchto energetických připojení. Kromě toho lze stejnosměrná propojení realizovat poměrně levně,“ uvádí němečtí PPS ve společné tiskové zprávě.

Rozhodnutí PPS předcházela rozsáhlá a dlouhodobá zkušební fáze, ve které byla přezkoumána technická vhodnost kabelů. Za tímto účelem byly kabelové systémy testovány za převážně reálných podmínek, kde byly vystaveny cílenému maximálnímu zatížení. Testy se uskutečnily ve zkušebních laboratořích v Mannheimu a Švédsku. Tyto úspěšné předkvalifikační testy podle mezinárodních norem (CIGRE) prokázaly, že stejnosměrné kabely pro napětí 525 kV lze pro dané aplikace spolehlivě a bezpečně používat.

Moderní kabely s plastovou izolací přináší mnoho výhod oproti impregnovaným kabelům

Plavidla převážející část kabelů pro německou podmořskou část vedení NordLink. Zdroj: TenneT

Pro vysokonapěťová stejnosměrná kabelová vedení jsou nejrozšířenější dva základní typy kabelů:

  • tzv. Mass Impregnated (MI) kabely, neboli kabely s papírovou izolací napuštěnou impregnantem a
  • novější XLPE  (Cross Linked Polyethylene) kabely, které jako izolaci využívají zesítěný polyethylen.

Zatímco MI kabely pro vyšší napěťové hladiny přesahující 500 kV jsou již po desetiletí běžně využívané, například v podmořských instalacích (příkladem může býti aktuální projekt norsko-německého propojení Nordlink využívající MI kabely o napětí 525 kV). V případě XLPE kabelů se kabely o podobné napěťové hladině teprve dostávají na trh.

XLPE kabely jsou preferovanou volbou zejména pro vnitrozemské instalace, kde se hraje o prostor. Oproti MI kabelům totiž v tomto ohledu přináší mnoho výhod – např. nižší dielektrické ztráty a tedy i nižší nároky na prostor, ale i snazší manipulaci i transport.

Hustota výkonu [neboli výkon na jednotku plochy, pozn. red.] kabelu XPLE je tak vysoká, že podzemní kabel může poprvé přenášet téměř stejný výkon jako systém nadzemního vedení. S 2,6 GW je maximální výkon také značně vyšší ve srovnání s impregnovanými (MI) kabely, které byly dříve jedinou alternativou k nadzemnímu vedení,“  říká Stefan Habild, vedoucí divize Grid Systems společnosti ABB v Německu.

V případě přenosu 2 GW výkonu pomocí MI kabelu jsou vyžadovány dva kabelové systémy a tedy čtyři jednožilové kabely. V případě XLPE kabelu je pro přenesení stejného výkonu vyžadován pouze jeden kabelový systém, čímž se efektivně sníží šířka trasy o polovinu. Kromě toho jsou nižší i náklady na dopravu a instalaci.

„Protože kabely s plastovou izolací jsou mnohem lehčí než MI kabely, na kabelový buben je možné připevnit asi 1200 metrů kabelu místo 500 metrů, a proto je zapotřebí méně transportů,“ vysvětluje Stefan Habild.

To zároveň znamená snížení počtu spojek pro propojení jednotlivých kabelů v případě dlouhých tras a pro montéry představuje menší úsilí. Spojky pro XLPE kabely lze navíc prefabrikovat v továrně a na místě smontovat během pouhých dvou dnů, zatímco propojení MI kabelů vyžaduje týden.

Zdroj úvodní fotografie: TenneT