Technologia nadprzewodnikowa – pierwsze kroki w energetyce

Technologia nadprzewodnikowa – pierwsze kroki w energetyce

Niespełna rok temu firma American Superconductor ogłosiła opracowanie ultracienkiego przewodu, wykazującego cechy nadprzewodnika wysokotemperaturowego (HTS). W marcu bieżącego roku rozpoczęto prace nad pierwszym projektem łącza energetycznego z zastosowaniem technologii HTS w Nowojorskim Long Island. Jak twierdzą przedstawicie America Superconductor, projekt jest zapowiedzią nowego etapu w przesyle energii elektrycznej.

Projekt realizowany na terenie LIPA (Long Island Power Authority) jest inicjatywą strony rządowej (Departament Energii) oraz sektora przemysłowego reprezentowanego przez firmy biorące udział w realizacji przedsięwzięcia. Przy projektowaniu i budowie 138 kV systemu kablowego o długości 600 m pracują wspólnie firmy American Superconductor, Nexans oraz Air Liquide. Firma American Superconductor jako główny wykonawca będzie odpowiedzialna na zarządzanie projektem oraz dostawę przewodu wykonanego w technologii HTS, który posłuży do wykonania łącza kablowego. Nexans jest dostawcą kabla, terminatorów (zapewniających przekazanie energii do kabla i jak swobodne odkształcenia mechaniczne) oraz kirostatów umożliwiających utrzymanie odpowiednio niskiej temperatury pracy kabla (rzędu -140 st. C). Trzeci z wykonawców firma Air Liquide zapewni wsparcie techniczne i inżynieryjne dla rozbudowanego systemu chłodzenia nadprzewodników.

W chwili obecnej nadprzewodniki zyskują coraz szerszą akceptację w gronie firm reprezentujących sektor wytwarzania i przesyłu energii. Nowojorski projekt jest pierwszym tego rodzaju przedsięwzięciem, które w zamierzeniu ma otworzyć perspektywy dla szerszego zastosowania technologii HTS dla przesyłu energii przy napięciach systemowych (rzędu setek kilowoltów). Zastosowanie kabla dla napięcia blisko 140 kV ma ujawnić zagadnienia z jakim przyjdzie się spotkać inżynierom w przyszłości, gdy koszty technologii HTS umożliwią jej integrację z istniejącymi sieciami przesyłowymi.

Oczywistą zaletą przewodów HTS jest ich znikoma stratność, a co za tym idzie znacznie mniejsze gabaryty w porównaniu do przewodów klasycznych. Dla zobrazowania skali zjawiska podaje się, że przewód HTS, może przewodzić ponad 150 razy więcej energii niż przewód miedziany o tym samy przekroju. Biorąc pod uwagę obudowę przewodu składającą się na kabel właściwy, gabarytowo kabel HTS może przewodzić ponad 10 razy więcej energii niż kabel klasyczny. Wadą technologii HTS jest niewątpliwie wysoka cena wykonania kabla oraz systemu chłodzenia, jak również dodatkowe koszty związane z utrzymaniem właściwych warunków pracy.

Nowy system kablowy jest rozwiązaniem szczególnie wskazany dla rejonów o dużym zagęszczeniu infrastruktury przesyłowej i dystrybucyjnej (głównie w centrach miast). Wszędzie tam gdzie zdolności przesyłowe sięgają granic wynikających w objętości kanałów kablowych, kable HTS powinny stanowić dobrą alternatywę. Lokalizacja instalacji pilotażowej na terenie Long Island Power Authority została wybrana m.in. ze względu zmniejszające się możliwości przesyłowe systemu. Po zakończeniu projektu i sprawdzeniu instalacji, łącze o mocy 574 MW ma stać się normalnie eksploatowanym elementem sieci przesyłowej LIPA. Zakończenie inwestycji planowane jest na koniec 2007.

W ramach wprowadzania technologii HTS do sieci energetycznych American Supercondutor zapowiada również realizację szerzej zakrojonych projektów nawiązujących do pomysłu tzw. Secure Super Grids. Rozwiązanie to zakłada budowę połączeń kablowych typu HTS, umożliwiających optymalizację przepływu mocy a tym samym zapewniających większą stabilności pracy sieci. Oznacza to zwiększenie bezpieczeństwa i sprawności dostaw energii oraz przygotowuje sieć do coraz większego zapotrzebowania na energię ze strony odbiorców.

(au)