Un cable de alimentación submarino es un cable de transmisión para transportar energía eléctrica por debajo de la superficie del agua. [1] Estos se denominan "submarinos" porque generalmente transportan energía eléctrica debajo del agua salada (brazos del océano , mares , estrechos , etc.) pero también es posible usar cables de energía submarinos debajo de agua dulce (grandes lagos y ríos ). . Existen ejemplos de estos últimos que conectan el continente con grandes islas en el río San Lorenzo .
Tecnologías de diseño
El propósito de los cables eléctricos submarinos es el transporte de corriente eléctrica a alta tensión . El núcleo eléctrico es un conjunto concéntrico de conductor interno , aislamiento eléctrico y capas protectoras (que se asemeja al diseño de un cable coaxial ). [2] Los cables modernos de tres núcleos (por ejemplo, para la conexión de turbinas eólicas marinas ) a menudo llevan fibras ópticas para la transmisión de datos o la medición de temperatura, además de los conductores eléctricos.
Conductor
El conductor está hecho de alambres de cobre o aluminio, este último material tiene una participación de mercado pequeña pero creciente. Los tamaños de conductor ≤ 1200 mm 2 son los más comunes, pero ocasionalmente se han fabricado tamaños ≥ 2400 mm 2 . Para tensiones ≥ 12 kV, los conductores son redondos, por lo que el aislamiento está expuesto a un gradiente de campo eléctrico uniforme . El conductor puede estar trenzado de alambres redondos individuales o puede ser un solo alambre sólido. En algunos diseños, los alambres perfilados (alambres trapezoidales) se colocan para formar un conductor redondo con intersticios muy pequeños entre los alambres.
Aislamiento
Hoy en día se utilizan principalmente tres tipos diferentes de aislamiento eléctrico alrededor del conductor. El polietileno reticulado (XLPE) se utiliza hasta un voltaje de sistema de 420 kV. Se produce por extrusión , con un espesor de aislamiento de hasta unos 30 mm; Los cables de clase de 36 kV tienen solo un grosor de aislamiento de 5,5 a 8 mm. Ciertas formulaciones de aislamiento XLPE también se pueden utilizar para CC. Los cables llenos de aceite de baja presión tienen un aislamiento traslapado de tiras de papel. Todo el núcleo del cable está impregnado con un fluido aislante de baja viscosidad ( aceite mineral o sintético). Un canal de aceite central en el conductor facilita el flujo de aceite en cables de hasta 525 kV para cuando el cable se calienta, pero rara vez se usa en cables submarinos debido al riesgo de contaminación por aceite con daños en el cable. Los cables impregnados en masa también tienen un aislamiento recubierto de papel, pero el compuesto de impregnación es muy viscoso y no sale cuando el cable está dañado. El aislamiento impregnado en masa se puede utilizar para cables HVDC masivos de hasta 525 kV.
Armadura
Los cables ≥ 52 kV están equipados con una funda de plomo extruido para evitar la entrada de agua. Hasta ahora no se han aceptado otros materiales. La aleación de plomo se extruye sobre el aislamiento en grandes tramos (es posible más de 50 km). En esta etapa, el producto se denomina núcleo de cable. En los cables de un solo núcleo, el núcleo está rodeado por un blindaje concéntrico. En los cables de tres núcleos, se colocan tres núcleos de cable en una configuración en espiral antes de aplicar el blindaje. El blindaje consiste con mayor frecuencia en alambres de acero, empapados en betún para protección contra la corrosión. Dado que el campo magnético alterno en los cables de CA causa pérdidas en el blindaje, esos cables a veces están equipados con materiales metálicos no magnéticos (acero inoxidable, cobre, latón).
CA o CC
La mayoría de los sistemas de transmisión de energía eléctrica utilizan corriente alterna (CA) , porque los transformadores pueden cambiar fácilmente los voltajes según sea necesario. La transmisión de corriente continua de alto voltaje requiere un convertidor en cada extremo de una línea de corriente continua para conectarse a una red de corriente alterna. Un sistema que usa cables de potencia submarinos puede ser menos costoso en general si usa transmisión de corriente continua de alto voltaje, especialmente en un enlace largo donde la capacitancia del cable requeriría demasiada corriente de carga adicional. Los conductores interior y exterior de un cable forman las placas de un condensador , y si el cable es largo (del orden de decenas de kilómetros), la corriente que fluye a través de esta capacitancia puede ser significativa en comparación con la corriente de carga. Esto requeriría conductores más grandes, por lo tanto más costosos, para transmitir una cantidad determinada de energía utilizable.
Cables de alimentación submarinos operativos
Cables de corriente alterna
Los sistemas de cables submarinos de corriente alterna (CA) para transmitir cantidades menores de energía eléctrica trifásica se pueden construir con cables de tres núcleos en los que los tres conductores aislados se colocan en un solo cable submarino. La mayoría de los cables de parques eólicos mar adentro se construyen de esta manera.
Para mayores cantidades de energía transmitida, los sistemas de CA están compuestos por tres cables submarinos de un solo núcleo separados, cada uno de los cuales contiene un solo conductor aislado y transporta una fase de la corriente eléctrica trifásica. A menudo se agrega un cuarto cable idéntico en paralelo con los otros tres, simplemente como repuesto en caso de que uno de los tres cables primarios esté dañado y deba ser reemplazado. Este daño puede ocurrir, por ejemplo, si el ancla de un barco se deja caer descuidadamente sobre él. El cuarto cable puede sustituir a cualquiera de los otros tres, dado el sistema de conmutación eléctrico adecuado .
Conectando | Conectando | Voltaje ( kV ) | Longitud (km) | Año | Notas |
---|---|---|---|---|---|
Peloponeso , Grecia | Creta , Grecia | 150 | 135 | 2021 | Dos cables XLPE de 3 núcleos con una capacidad total de 2x200MVA. 174km de longitud total incluyendo los tramos subterráneos. Profundidad máxima 1000 m. Coste total 380 millones de euros. Es la interconexión de cable de CA submarino / subterráneo más larga del mundo. [3] [4] [5] |
Columbia Británica continental a las islas del Golfo Galiano Island , Parker Island y Saltspring Island desde allí hasta North Cowichan | Isla de vancouver | 138 | 33 | 1956 | "El cable entró en funcionamiento el 25 de septiembre de 1956" [6]. |
Columbia Británica continental a la isla de Texada a la terminal de Nile Creek | Isla de Vancouver / Subestación Dunsmuir | 525 | 35 | 1985 | Doce cables monofásicos separados llenos de aceite. Potencia nominal 1200 MW. [7] |
Tarifa , España ( Interconexión España - Marruecos ) | Fardioua, Marruecos a través del Estrecho de Gibraltar | 400 | 26 | 1998 | Un segundo de 2006 [8] Profundidad máxima: 660 m (2170 pies). [9] |
Norwalk, CT , Estados Unidos | Northport, Nueva York , EE. UU. | 138 | 18 | Un cable aislado XLPE de 3 núcleos | |
Sicilia | Malta | 220 | 95 kilómetros (59 millas) | 2015 | El interconector Malta-Sicilia |
Suecia continental | Isla de Bornholm, Dinamarca | 60 | 43,5 kilómetros (27,0 millas) | El cable de Bornholm | |
Italia continental | Sicilia | 380 | 38 kilómetros (24 millas) | 1985 | reemplazando los " Pilones de Messina " |
Alemania | Heligoland | 30 | [10] | ||
Isla Negros | Isla Panay , Filipinas | 138 | |||
Douglas Head , Isla de Man, | Bispham, Blackpool , Inglaterra | 90 | 104 km (65 millas) | 1999 | El interconector de la Isla de Man a Inglaterra , un cable de 3 núcleos |
Wolfe Island, Canadá para el parque eólico de Wolfe Island | Kingston, canadá | 245 | 7,8 km (4,8 mi) | 2008 | El primer cable submarino XLPE de tres núcleos para 245 kV [11] |
Cape Tormentine, Nuevo Brunswick | Borden-Carleton , PEI | 7,8 km (4,8 mi) | 2017 | Cables de la Isla del Príncipe Eduardo [12] | |
Península de Taman, Rusia continental | Península de Kerch , Crimea | 57 km (35 millas) | 2015 | ru: Энергомост в Крым |
Cables de corriente continua
Nombre | Conectando | Cuerpo de agua | Conectando | kilovoltios (kV) | Distancia submarina | Notas |
---|---|---|---|---|---|---|
Cable báltico | Alemania | mar Báltico | Suecia | 450 | 250 km (160 millas) | |
Basslink | estado continental de victoria | Estrecho de Bass | estado insular de Tasmania , Australia | 500 | 290 km (180 millas) [13] | |
BritNed | Países Bajos | mar del Norte | Gran Bretaña | 450 | 260 km (160 millas) | |
Cable de sonido cruzado | Long Island, Nueva York | Sonido de Long Island | Estado de Connecticut | [ cita requerida ] | ||
Interconector este-oeste | Irlanda | Mar de Irlanda | Gales / Inglaterra y, por tanto, la red británica | 186 km (116 millas) | Inaugurado el 20 de septiembre de 2012 | |
Estlink | Estonia del norte | Golfo de finlandia | finlandia meridional | 330 | 105 km (65 millas) | |
Fenno-Skan | Suecia | mar Báltico | Finlandia | 400 | 233 km (145 millas) | |
HVDC de canal cruzado | Continente francés | canal inglés | Inglaterra | 73 km (45 millas) | cable de muy alta potencia (2000 MW) [ cita requerida ] | |
HVDC Gotland | Tierra firme sueca | mar Báltico | Isla sueca de gotland | el primer cable de alimentación submarino HVDC (no experimental) [ cita requerida ] | ||
HVDC entre islas | isla del sur | Estrecho de Cook | isla del Norte | 40 km (25 millas) | entre la Isla Sur rica en energía (mucha energía hidroeléctrica ) de Nueva Zelanda y la Isla Norte más poblada | |
HVDC Italia-Córcega-Cerdeña (SACOI) | Continente italiano | mar Mediterráneo | la isla italiana de Cerdeña y su vecina isla francesa de Córcega [ cita requerida ] | |||
HVDC Italia-Grecia | Italia continental - Inversor estático Galatina HVDC | mar Adriatico | Grecia continental - Inversor estático Arachthos HVDC | 400 | 160 km (99 millas) | La longitud total de la línea es de 313 km (194 mi) |
HVDC Leyte - Luzón | Isla Leyte | océano Pacífico | Luzón en Filipinas [ cita requerida ] | |||
HVDC Moyle | Escocia | Mar de Irlanda | Irlanda del Norte dentro del Reino Unido , y de allí a la República de Irlanda | 250 | 63,5 km (39,5 millas) | 500 MW |
HVDC Isla de Vancouver | Isla de vancouver | Estrecho de georgia | continente de la provincia de Columbia Británica | 33 kilometros | En funcionamiento en 1968 y ampliado en 1977 | |
Sistema Kii Channel HVDC | Honshu | Canal Kii | Shikoku | 250 | 50 km (31 millas) | en 2010, el cable de alimentación submarino de larga distancia de mayor capacidad [ cita requerida ] del mundo [ inconsistente ] (nominal de 1400 megavatios ). Este cable de alimentación conecta dos islas grandes en las islas de origen japonesas |
Kontek | Alemania | mar Báltico | Dinamarca | |||
Konti-Skan [14] | Suecia | Kattegat | Dinamarca | 400 | 149 km (93 mi) | |
Enlace Marítimo | Terranova | océano Atlántico | nueva Escocia | 200 | 170 km (110 millas) | El enlace de 500 MW se puso en línea en 2017 con dos cables submarinos HVdc que atraviesan el estrecho de Cabot . [15] |
Nemo-Link [16] | Bélgica | mar del Norte | Reino Unido | 400 | 140 km (87 millas) | |
Cable de Neptuno | Estado de Nueva Jersey | océano Atlántico | Long Island, Nueva York | 500 | 104,6 km (65,0 millas) [17] | |
NordBalt | Suecia | mar Báltico | Lituania | 300 | 400 km (250 millas) | Las operaciones comenzaron el 1 de febrero de 2016 con una transmisión de potencia inicial de 30 MW. [18] |
NorNed | Eemshaven , Países Bajos | Feda , Noruega | 450 | 580 km (360 millas) | 700 MW en 2012, el cable de alimentación submarino más largo [19] | |
Skagerrak 1-4 | Noruega | Skagerrak | Dinamarca (Jutlandia) | 500 | 240 km (150 millas) | 4 cables - 1700 MW en total [20] |
SwePol | Polonia | mar Báltico | Suecia | 450 | ||
Enlace HVDC occidental | Escocia | Mar de Irlanda | Gales | 600 | 422 km (262 millas) | El cable más largo de 2200 MW, el primer cable submarino de 600 kV [21] |
Cables de alimentación submarinos en construcción
- Conexión del viento atlántico entre Delaware y Nueva Jersey , potencialmente entre Virginia y Nueva York [22] [23]
- 500 MW de capacidad, 165 km DC Enlace de transmisión marítima entre la provincia canadiense de Terranova y Labrador y la provincia de Nueva Escocia . [24]
- El 1 de febrero de 2016, los operadores daneses y holandeses (Energinet.dk y TenneT ) adjudicaron contratos de construcción a Siemens y Prysmian para COBRAcable , un cable submarino de 294 km para proporcionar a los dos países una transmisión de 700 MW a 320 kV DC a partir de 2019. [25 ] [26]
- Las compañías eléctricas noruegas y alemanas han construido NORD.LINK , un cable submarino que transmite hasta 1400 MW entre los dos países para 2018. [27] A partir de 2021, está en prueba.
- Las compañías eléctricas británicas y danesas ( National Grid y Energinet.dk , respectivamente) están construyendo Viking Link , un cable de 740 km para proporcionar a los dos países una transmisión de 1.400 MW para 2022. [28] [29]
- Las compañías eléctricas británicas y noruegas ( National Grid y Statnett ) acordaron construir conjuntamente NSN Link , un cable de 730 km para proporcionar a los dos países una transmisión de 1.400 MW para 2021. Dicho cable sería uno de los más largos del mundo y costaría entre 1 1/2 y dos mil millones de euros. [30]
Cables eléctricos submarinos propuestos
- Australia-ASEAN Power Link (AAPL), o Australia-Singapore Power Link (ASPL), es un proyecto de infraestructura eléctrica propuesto que está planificado para incluir el cable de alimentación submarino más largo del mundo. Una granja solar en el Territorio del Norte, Australia, producirá 10 gigavatios de electricidad, la mayoría de los cuales se exportarán a Singapur mediante una línea de transmisión HVDC de 4.500 km (2.800 millas) de 3GW. [31]
- EuroAsia Interconnector , un cable de alimentación submarino de 1.520 km, que alcanza profundidades de hasta 3 km (1,9 millas) bajo el nivel del mar, con capacidad para transmitir 2.000 megavatios de electricidad que conectan Asia y Europa (Israel-Chipre-Grecia) [32] [33 ] [34]
- Champlain Hudson Power Express , línea de 335 millas. The Transmission Developers Company de Toronto, Ontario , propone "utilizar el río Hudson para el proyecto de transmisión submarina más ambicioso hasta ahora. Comenzando al sur de Montreal , una línea de 335 millas correría a lo largo del fondo del lago Champlain y luego bajaría por el lecho del Hudson hasta la ciudad de Nueva York ". [35]
- Power Bridge, Hawái [1]
- Puente de energía, estado de Maine [1]
- Puerto Rico a las Islas Vírgenes [36]
- HVDC de 400 kV de la India a Sri Lanka [37]
- 220 kV HVAC, 225 megavatios, 117 km interconector Malta-Sicilia entre Magħtab, Malta y Ragusa, Sicilia . [38]
- El sistema de cable de energía submarino (TP-Cable) de 58,9 km y 161 kV de Taiwán a las islas PengHu , el primer proyecto submarino de la Compañía de Energía de Taiwán (Taipower) en este nivel, cuya finalización está prevista para 2014. El 24 de diciembre de 2010, el cable submarino entre Taiwan y Penghu Proyecto de Taipower fue aprobada para conectar la red eléctrica en la isla de Taiwán a las islas Penghu de la República Popular de China (ROC). [39]
- Los gobiernos británico e islandés están supuestamente en "discusión activa" para construir un cable ( Icelink ) entre Escocia e Islandia para llevar energía geotérmica a Escocia. [40]
- FAB entre Gran Bretaña y Francia a través de la isla de Alderney en las Islas del Canal . [41]
- EuroAfrica Interconnector , un cable de alimentación submarino de 1.707 km, que alcanza profundidades de hasta 3 km (1,9 millas) bajo el nivel del mar, con capacidad para transmitir 2.000 megavatios de electricidad que conectan África y Europa (Egipto-Chipre-Grecia) [42] [43 ] [44] [45]
Ver también
- Punto de aterrizaje de cable
- Transmisión de energía eléctrica
- Retorno de tierra de un solo cable
- Lista de proyectos HVDC
- Lista de cables subterráneos y submarinos de alta tensión
- Interconector eléctrico , p. Ej. Entre redes
Referencias
- ^ a b c Cable submarino una alternativa a las torres eléctricas , Matthew L. Wald, New York Times , 16 de marzo de 2010, consultado el 18 de marzo de 2010.
- ^ "Cables de alimentación submarinos - Diseño, instalación, reparación, aspectos ambientales", por T Worzyk, Springer, Berlín Heidelberg 2009
- ^ "https://www.admie.gr/en/nea/deltia-typoy/crete-peloponnese-record-breaking-interconnection-completed" . Enlace externo en
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( ayuda ) - ^ "Interconexión Creta - Peloponeso. Selección de licitadores para los cables de uno de los proyectos de interconexión submarina más importantes a nivel mundial" .
- ^ "Creta - Peloponeso 150kV AC Interconexión" .
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- ^ Estudio de territorio que vincula la red eléctrica entre Puerto Rico y las Islas Vírgenes. Archivado el 16 de julio de 2011 en la Wayback Machine.
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- ^ El interconector EuroAfrica
- ^ El cable de electricidad tiene como objetivo vincular Chipre, Egipto, Grecia, Bloomberg, 8 de febrero de 2017
- ^ El cable de 2000 MW de EuroAfrica impulsa los lazos entre Egipto y Chipre, Financial Mirror, 8 de febrero de 2017
- ^ EEHC, Euro Africa Company firma un memorando de entendimiento para realizar un estudio de viabilidad para vincular Egipto, Chipre y Grecia, Daily News Egypt, 6 de febrero de 2017
enlaces externos
- Subsea Cables UK: una organización de propietarios, operadores y proveedores de cables submarinos cuyo objetivo es promover la seguridad marítima y proteger las instalaciones de cables en la plataforma continental del Reino Unido.
- El Comité Internacional de Protección de Cables
- Artículo de Subsea Cables UK sobre cables de alimentación submarinos
- Exportar cables de parques eólicos marinos a subestaciones marinas
- Cables de transmisión desde el convertidor Offshore a la costa
- Historia del Atlántico por cable y comunicaciones submarinas: cables eléctricos (secciones transversales de cables eléctricos históricos)