Swissgrid sta testando una tecnologia innovativa e sostenibile per i cavi della rete ad altissima tensione in un progetto pilota. Cosa c’è dietro i cosiddetti cavi ad aria compressa e cosa vuole scoprire Swissgrid?
Aperti all’innovazione – con responsabilità
In qualità di gestore della rete svizzera ad altissima tensione (220/380 kV), Swissgrid è responsabile della trasmissione di corrente sicura e affidabile. Swissgrid è quindi anche responsabile della scelta di una tecnologia di trasmissione affidabile ed efficiente. Per l’utilizzo nella rete ad altissima tensione sono indispensabili tecnologie collaudate impiegate da diversi anni. Swissgrid sperimenta costantemente nuove tecnologie, sempre con l’obiettivo di rendere l’esercizio della rete di trasmissione più sicuro e affidabile e tenendo conto degli aspetti ambientali.
Una di queste nuove tecnologie è il cavo ad aria compressa, una promettente evoluzione delle linee isolate in gas, con una differenza decisiva: al posto del gas SF6, dannoso per il clima, questo tipo di cavi utilizza come isolante l’aria compressa, che li rende più rispettosi dell’ambiente. I cavi ad aria compressa offrono anche vantaggi teorici rispetto ai cavi interrati tradizionali:
- minori perdite di potenza nel trasporto, minore potenza reattiva
- Bassi campi elettromagnetici
- Design modulare per la sostituzione mirata dei componenti
I cavi ad aria compressa sono una tecnologia ancora giovane, mai impiegata nella rete ad altissima tensione e quindi non è testata. Anche processi come la costruzione, la manutenzione e la riparazione devono essere testati nella pratica.
Progetto pilota per l’impiego operativo
Per porre rimedio a questa situazione, Swissgrid sta lanciando un progetto pilota pluriennale a Spreitenbachinsieme all’azienda Hivoduct AG. Da anni Swissgrid e Hivoduct AG intrattengono uno scambio sui cavi ad aria compressa. Al progetto pilota partecipa anche Austrian Power Grid (APG), un gestore di rete di trasmissione di un Paese limitrofo.
Sul sito della sottostazione di Spreitenbach di Swissgrid è stato installato un impianto di prova lungo circa 80 metri con elementi tipici dei cavi ad aria compressa. Per i cavi interrati si utilizzano diversi metodi di costruzione, come il microtunnel, il tunnel o il canale per linee. L’obiettivo è quello di raccogliere importanti informazioni sull’impiego in un periodo che va dai due ai cinque anni. Tra le altre cose, vengono analizzati:
- il comportamento nell’esercizio a lungo termine in condizioni operative reali e in condizioni meteorologiche diverse;
- la potenza di trasmissione e la capacità di carico con diverse intensità di corrente;
- l’evoluzione della temperatura e le perdite di aria compressa;
- la compensazione di potenza reattiva;
- i campi elettromagnetici;
- le ripercussioni ambientali;
- l’onere di manutenzione e la riparabilità.
Un istituto di prova indipendente sostiene il progetto pilota per l’utilizzo di cavi ad aria compressa al livello di tensione di 220 kV nella rete svizzera ad altissima tensione. Al termine del progetto pilota verrà redatta una perizia indipendente. La pubblicazione dei primi risultati intermedi è prevista per la metà del 2028.
L’impianto di prova consentirà a Swissgrid di raccogliere valori empirici sull’esercizio sicuro e affidabile dei cavi ad aria compressa nella rete svizzera ad altissima tensione per un lungo orizzonte temporale, prima di poter impiegare la tecnologia nella rete svizzera ad altissima tensione. Dopo il progetto pilota di Spreitenbach sarà inoltre possibile fare stime più precise dei costi dei cavi ad aria compressa.
Come funziona l’impianto di prova
L’impianto di prova di Spreitenbach è integrato nella rete ad altissima tensione con un esercizio reale a 220 kV. Ha una concezione modulare e consente diverse modalità operative, dallo stato in assenza di tensione all’esercizio con un elevato carico di corrente. Un sistema di monitoraggio integrato misura continuamente la temperatura, la pressione e altri parametri operativi. In caso di guasto al sistema di cavi ad aria compressa, la linea interessata può essere rapidamente riportata allo stato originale e continuare a funzionare.
Riepilogo
Swissgrid rimane aperta a nuove tecnologie, ma la sicurezza dell’approvvigionamento è la priorità assoluta. Sebbene non siano stati sperimentati nella pratica, i cavi ad aria compressa sono promettenti. La prova pratica di Spreitenbach fornirà importanti informazioni per una valutazione oggettiva della tecnologia. Solo con dati certi si possono prendere decisioni a lungo termine sul futuro energetico della Svizzera. A tal fine, Swissgrid è anche in stretto contatto con i gestori di rete europei e conduce un dialogo tecnico con le autorità, la ricerca e l’industria. In questo modo, Swissgrid contribuisce attivamente all’ulteriore sviluppo di soluzioni innovative e affidabili nel sistema energetico.
3 domande a...
Cosa rende i cavi ad aria compressa così speciali?
Negli ultimi decenni, le linee aeree o i cavi interrati per la trasmissione dell’energia elettrica sono stati migliorati solo gradualmente, nonostante i requisiti siano aumentati enormemente. I cavi ad aria compressa offrono una nuova alternativa sostenibile con proprietà migliori per i gestori di rete e i residenti. I cavi ad aria compressa sono privi di PFAS, riducono le perdite e i campi elettromagnetici e possono essere interrati in modo molto compatto. I cavi ad aria compressa sono stati inventati in Svizzera, sono prodotti localmente e sono più economici dei cavi interrati. Danno quindi un importante contributo alla costruzione e alla gestione efficiente ed ecologica dei progetti di linea in un periodo di tempo ragionevole.
Cosa si aspetta dal progetto pilota di Spreitenbach?
Il progetto pilota è un test pratico fondamentale per noi. I singoli componenti sono già stati testati con successo con elevati margini di sicurezza standardizzati: la tecnologia è quindi sostanzialmente pronta per l’uso. A Spreitenbach dimostreremo in condizioni reali e per lunghi periodi di tempo che i cavi dell’aria compressa funzionano in modo altrettanto affidabile nell’intero sistema. Particolarmente importanti sono i dati ottenuti in materia di sicurezza operativa, onere di manutenzione, costi e riferimento ad altri progetti di linea. Per questo motivo utilizzeremo anche diversi tipi di posa. Questa esperienza ci aiuterà a garantire la tecnologia per l’uso su larga scala nella rete ad altissima tensione e a rendere i suoi vantaggi applicabili alla transizione energetica.
Qual è il futuro dei cavi ad aria compressa?
Essendo una tecnologia recente, i cavi ad aria compressa devono affrontare la sfida di dimostrare la loro affidabilità nell'esercizio quotidiano della rete per una durata utile molto lunga. Questo include anche la gestione di riparazioni o perdite di pressione. Con il progetto pilota di Spreitenbach, ci basiamo proprio su questi valori empirici, insieme a Swissgrid e ad altri gestori di rete. Allo stesso tempo, investiamo nell’espansione del portafoglio, nell’ottimizzazione dei costi e nella produzione industriale, in modo da poter scalare rapidamente la tecnologia per tutti i livelli di tensione. La nostra visione è che i cavi ad aria compressa diventeranno molto rapidamente il nuovo standard per la trasmissione di energia elettrica. Questo è possibile solo se sono ampiamente utilizzati e, oltre ai vantaggi tecnici, sono anche competitivi sul piano economico.
Perché i cavi interrati dovrebbero essere utilizzati solo in modo selettivo
La costruzione di cavi interrati nella rete svizzera di trasmissione è oggi possibile solo in misura molto limitata, come dimostra lo studio sui cavi realizzato da Swissgrid. Ciò è dovuto alle proprietà fisiche delle tecnologie dei cavi convenzionali, che rendono molto più difficile l’esercizio stabile della rete e l’eliminazione dei guasti. Le linee interrate ad altissima tensione riducono le frequenze di risonanza, aumentando il rischio di amplificazione delle vibrazioni. Un aumento incontrollato della percentuale di cavi interrati nella rete ad altissima tensione ha un impatto negativo sulla sicurezza dell’approvvigionamento della Svizzera. Per i futuri progetti di rete, si dovrebbe pertanto considerare la possibilità di costruire un cavo interrato da una prospettiva olistica.
Per saperne di più sullo studio sui cavi, consultate il nostro post sul blog: «Quando la fisica pone limiti alla tecnologia»
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