ARTIGO TÉCNICO
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Dag Willen, NKT Cables Lourenço Castro, Nanotav
cabos superconductores
{EM REDES DE ENERGIA DE MÉDIA E ALTA TENSÃO: SUPER CABOS DE ELEVADA POTÊNCIA SÃO UMA SOLUÇÃO PARA RESOLVER ESTRANGULAMENTOS NA REDE DE ENERGIA}
SUMÁRIO Unidades de energia renovável de grande escala constituem uma componente crescente do misto de energias na Europa, Ásia e Américas. O imprevisível fluxo de energia resultante do comércio de energia e dos futuros parques solar e eólico, originam trânsitos crescentes nas redes eléctricas de mais e mais países europeus. Hoje os estrangulamentos físicos dificultam o comércio livre no mercado, o desenvolvimento óptimo e o uso da potência eólica. Ao mesmo tempo, operadores de rede e produtores de energia enfrentam pedidos crescentes de acções com impacto reduzido, atravancamento físico mínimo das instalações, e redução de campos electromagnéticos. As redes inteligentes da União Europeia, assim como os operadores de rede americanos e asiáticos, referem e identificam componentes supercondutoras com tecnologias hoje disponíveis. A empresa NKT Cables escolheu desenvolver cabos de potência, HTS, na gama da média tensão, de forma a permitir uma adopção mais rápida desta tecnologia. A experiência inclui já hoje um cabo HTS de 30 kV na rede de Copenhaga, em operação há dois anos e, como último desenvolvimento, 200 metros de um cabo HTS Triax, na rede de Colombo, USA, propriedade da AEP. Existem projectos para várias instalações de múltiplos km. Neste artigo, são apresentadas características de linhas de transmissão, que transportam quantidades de energia da ordem dos GW, com níveis de tensão até 110 – 150 kV. São ainda apresentadas algumas comparações com a tecnologia convencional de instalação subterrânea.
INTRODUÇÃO Hoje, há já mais de oito anos de experiência, na operação com cabos Supercondutores de Alta Temperatura (cabos HTS) em redes de energia [1-7]. Um cabo HTS de 30 kV, 104 MVA, foi instalado e opera na rede de Copenhaga, servindo 50 000 clientes, durante um período de ensaio de 2 anos [1]. Um cabo HTS de 12.5 kV, 24 MVA, forneceu energia às fábricas da Southwire Co., Geórgia no período de 2000- 2006. Baseadas nestas experiências, as empresas NKT Cables e Southwire constituíram uma joint venture sob o nome de Ultera, para, conjuntamente, trazerem esta tecnologia para o mercado. Esta acção resultou no, bem sucedido, ensaio de tipo de um primeiro produto comercial, agora em operação num ensaio de longa duração, desde 8 de Agosto de 2006 em Colombo, Ohio [7]. Este produto, de média tensão, está agora disponível para aplicações em distribuição de curta distância. Há dois desenhos de cabo HTS em desenvolvimento. O primeiro é o desenho Triax, onde as três fases são dispostas num
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Figura 11 . Um sistema de cabos com 100km de comprimento operando a 150 kV e transmitindo 1039MVA de potência. a) Layout de refrigeração usando 11 estações de refrigeração intervaladas de 10km; b) Layout de refrigeração usando uma única unidade de liquefacção e evaporadores em cada 2 km ao longo do cabo.
Dadas as vantajosas propriedades eléctricas, bem como a tendência de redução de custos com as crescentes maturidade e volume de produção, a tecnologia tem o potencial de permitir a ligação de grandes fontes de energia renovável e de transmitir potência em grandes distâncias através da Europa.
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Os principais desafios são agora a refrigeração de sistemas de cabos com longos comprimentos. Para tornar isso possível será necessário melhorar o isolamento térmico em termos de preço e performance, e demonstrar a viabilidade e funcionalidade de sistemas reais com comprimentos cada vez maiores.
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