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Tecnologie di rete

Linee aeree e cavi interrati

Oggi, il trasporto di energia ad altissima tensione (380 kV e 220 kV) è in gran parte realizzato tramite linee aeree, che rappresentano il 99 per cento della rete svizzera di trasmissione. L’utilizzo di cavi interrati nella rete ad altissima tensione è relativamente nuovo e di conseguenza relativamente poco collaudato. Entrambe le tecnologie presentano vantaggi e svantaggi in relazione a progettazione, costruzione ed esercizio e manutenzione. Di conseguenza, per ogni progetto di rete, Swissgrid verifica sia la variante con linee aeree sia quella con cavi interrati.

Linee aeree

Swissgrid effettua la manutenzione di 12000 tralicci della rete ad altissima tensione in tutta la Svizzera. Molti di questi sono situati in aree insidiose: in zone montane, ripide e spesso difficilmente accessibili, su terreno roccioso e a volte instabile. Costruire nuove linee su questi terreni è una vera e propria sfida sul piano tecnico. Swissgrid può tuttavia contare su una grande esperienza e un ampio know-how tecnico.

Cablaggio interrato

Rispetto alle linee aeree, i cavi interrati a livello di altissima tensione finora in Svizzera non sono stati utilizzati quasi per nulla. Infatti il loro utilizzo è possibile solo a determinate condizioni. Determinanti a questo proposito sono diversi fattori come condizioni del suolo, prestazione di trasmissione, lunghezza dei tracciati, costi o sfruttamento delle linee. Nel 2019 Swissgrid interra per la prima volta cavi ad altissima tensione di una linea a 380 chilovolt ottenendone importanti informazioni e dati per il futuro.

1/3: Il traliccio di una linea ad altissima tensione necessita di una superficie massima pari a 15 × 15 metri. Le sue fondamenta vengono costruite in modo molto stabile: non devono solo supportare il traliccio, ma anche garantire che quest’ultimo non si ribalti in caso di vento forte. A seconda dell’altezza del traliccio e del terreno – soprattutto nelle aree montuose spesso i tralicci sono situati in zone pendenti o instabili – possono essere necessarie ulteriori misure tecniche di sicurezza. Misure costruttive come reti metalliche o rinforzi in calcestruzzo proteggono i tralicci da slavine, cadute di massi o colate detritiche.
2/3: Durante i lavori di installazione, il traliccio elettrico cresce continuamente in altezza. Per la maggior parte dei siti in terreni scoscesi, gli elicotteri trasportano i singoli elementi dei tralicci dai siti di installazione ai siti di posizionamento. Per altri tralicci, le sezioni vengono sollevate pezzo per pezzo utilizzando la torre di montaggio.
3/3: Una volta terminato il traliccio, i conduttori che trasmetteranno l’elettricità vengono fissati agli isolatori. In primo luogo, si utilizza l’elicottero per posizionare la cosiddetta fune portante. Questa è realizzata in nylon per ridurre il più possibile il peso durante il lavoro di assemblaggio aereo. Nella fase successiva, cavi d’acciaio molto più pesanti vengono tirati su lungo le funi portanti. Vengono quindi aggiunti i conduttori, che in seguito trasmetteranno l’elettricità.

Costruzione dei tracciati: ecco come viene posato il cavo nel terreno

Come si posa una linea di trasmissione interrata? Quali metodi sono adatti a quali terreni e come influiscono sui tempi di costruzione, sui costi o sulla capacità di carico? Nella progettazione delle linee, Swissgrid è sempre alla ricerca di soluzioni ottimali per risolvere il conflitto tra i quattro pilastri dell’efficienza economica, della tecnologia, dello sviluppo territoriale e dell’ambiente. Il «Sistema modulare per la costruzione delle linee» è uno strumento importante per trovare soluzioni. Descrive con precisione i vantaggi e gli svantaggi delle varie soluzioni possibili, rispondendo così all’esigenza di una ponderazione fondata di tutte le opzioni costruttive.

Video «Gäbihübel» (in tedesco)

Elementi visibili del cablaggio sotterraneo

La tutela dell’assetto paesaggistico è un notevole punto a favore delle linee interrate. Gran parte dell’infrastruttura della linea, infatti, è nascosta nel terreno. Tuttavia, anche i cavi interrati lasciano tracce nel paesaggio, ad esempio sotto forma di piste boschive, strade di accesso e strutture transitorie che collegano la linea aerea con il cavo interrato. Speciali pozzetti servono per il controllo e la riparazione delle connessioni dei cavi. La tensione viene stabilizzata con impianti di compensazione. Anche le strade di accesso e le piste boschive sono segni visibili di un cablaggio interrato.

Maggiori informazioni sul comportamento in prossimità di una linea

Manutenzione ed esercizio

Le linee aeree e i cavi interrati presentano vantaggi e svantaggi in relazione all’esercizio della rete e alla sua manutenzione. Le sfide tecniche, come ad esempio il mantenimento della tensione, aumentano con l’aumentare delle sezioni di linee della rete di trasmissione che sono interrate. Infatti le due tecnologie hanno caratteristiche elettriche differenti che a loro volta influenzano in modo diverso la stabilità e la disponibilità della rete di trasmissione.

Costi

I costi di costruzione di una linea ad altissima tensione possono variare notevolmente da caso a caso, a seconda della topografia, del terreno di fondazione, dei potenziali rischi naturali e della tecnologia. La regola generale dice che un chilometro di cavo interrato può essere da due a dieci volte più costoso di un chilometro di linea aerea. Nel valutare l’efficienza economica, Swissgrid tiene conto non solo dei costi di costruzione, ma anche dei costi del ciclo di vita delle diverse varianti di linea.

Il calcolo di Swissgrid si basa su una durata di vita della linea di 80 anni. Tuttavia, diversi componenti devono essere sostituiti prima. Nel caso delle linee interrate, i cavi stessi rappresentano un fattore di costo particolarmente importante: a causa della loro aspettativa di vita tecnica, i cavi interrati possono essere utilizzati solo per la metà del tempo rispetto alle linee aeree e devono essere completamente sostituiti già dopo circa 40 anni.

Costi delle linee aeree

1/3: Chamoson – Chippis 4.7 CHF mio. per km – La linea ad altissima tensione tra Chamoson e Chippis trasporta quattro livelli di tensione sullo stesso traliccio: 380 kV, 220 kV, 65 kV tra Chamoson e Aproz e 132 kV delle FFS tra Chamoson e St-Léonard. In questo modo è possibile smantellare quasi 89 chilometri di linee nella pianura del Rodano.
2/3: Airolo – Lavorgo 3.6 CHF mio. per km – La nuova linea ad altissima tensione da 380 chilovolt tra Airolo e Lavorgo corre lungo il lato destro della valle e sostituisce la linea esistente da 220 chilovolt. Sugli stessi tralicci verrà inserita una linea con conduttori a fascio da 132 chilovolt delle FFS che servirà ad alimentare la linea ferroviaria di AlpTransit Gotthard.
3/3: Pradella – La Punt: CHF 1.5 mio. per km – Ora Swissgrid ha completato il tracciato di 50 chilometri tra Pradella e La Punt con una seconda linea da 380 chilovolt. Oggi, quindi, i tralicci trasportano una linea su entrambi i lati. Questo ha un impatto positivo sulle emissioni, che sono complessivamente inferiori rispetto al passato.

Costi del cablaggio sotterraneo

1/3: La Bâtiaz – Le Verney CHF 29.1 mio. per km – Il progetto prevede la perforazione di una galleria con un diametro di circa 2,5 metri e una profondità di 12-20 metri tra diversi strati di falde acquifere per una lunghezza di 1,2 chilometri. Le particolari condizioni geologiche in questo punto della pianura del Rodano rendono possibile questo capolavoro tecnologico.
2/3: La costruzione del cablaggio parziale su una lunghezza di 1,3 chilometri con due strutture di transizione costerà circa 20,4 milioni di franchi. Il progetto Beznau – Birr mostra che per il cablaggio parziale nell’Altopiano svizzero si devono calcolare costi equivalenti a circa 10-15 milioni di franchi per chilometro (strutture di transizione, sottosuolo normale, attraversamento di infrastrutture esistenti). I costi per il tratto di cavo interrato della linea ad altissima tensione Beznau – Birr sono quindi circa 6 volte superiori, in considerazione dell’intero ciclo di vita, rispetto a quelli di una linea aerea.
3/3: Airolo – Mettlen (linea del San Gottardo): CHF 6.0 mio. per km – Incastonato nella montagna: la costruzione del secondo tubo della galleria del San Gottardo offre l’opportunità di raggruppare le infrastrutture e mettere in cavo la nuova linea ad altissima tensione all’interno del canale tecnico che si troverà al di sotto della carreggiata.

Basi decisionali

Le grandi infrastrutture richiedono molto tempo. Procedure di autorizzazione pluriennali, frequenti ricorsi e sentenze dei tribunali: in media possono passare oltre 15 anni dall’inizio di un progetto alla sua messa in servizio.

La decisione a favore di un cablaggio interrato o di una linea aerea viene presa dal Consiglio federale nella procedura del piano settoriale. Un ruolo importante è svolto da un gruppo di accompagnamento istituito per ogni progetto dall’Ufficio federale dell’energia. La procedura prevede quanto segue:

nel gruppo di accompagnamento sono presenti rappresentanti di diversi uffici federali (ad esempio Sviluppo territoriale, Ambiente, Traffico), oltre all’Ispettorato federale degli impianti a corrente forte (ESTI), alla Commissione federale dell’energia elettrica (ElCom), a rappresentanti dei Cantoni interessati, a un’organizzazione per la tutela ambientale e a Swissgrid. Ogni parte ha diritto a un voto. Il gruppo fornisce raccomandazioni al Consiglio federale per la definizione dell’area di pianificazione e del corridoio di pianificazione e per la decisione della tecnologia (linee aeree o cavi interrati). Al fine di trovare la soluzione migliore possibile, diversi uffici federali alcuni anni fa hanno introdotto una metodica specifica, e precisamente lo «Schema di valutazione per le linee di trasmissione». Tale strumento permette di valutare in modo oggettivo, completo e sistematico i vantaggi e gli svantaggi delle varianti. Al centro dello schema ci sono i quattro pilastri Sviluppo territoriale, Aspetti tecnici, Tutela ambientale ed Efficienza economica.

Accorpamento di infrastrutture: Airolo – Mettlen (linea del San Gottardo)

Negli ultimi anni, Swissgrid ha installato nella rete di trasmissione linee di cavi interrati per una lunghezza totale di oltre 40 chilometri. Laddove possibile e opportuno, Swissgrid accorpa i cavi interrati con altri progetti infrastrutturali.

La costruzione della seconda canna della galleria autostradale del San Gottardo entro il 2029 offre a Swissgrid una serie di opportunità. La combinazione di una linea ad altissima tensione con una galleria autostradale è un progetto pionieristico in tutta Europa. Swissgrid può acquisire una preziosa esperienza con questo progetto tecnicamente impegnativo. Un altro vantaggio è l’alleggerimento del paesaggio intorno al Gottardo grazie allo smantellamento di 23 chilometri di linee aeree e 70 tralicci.

Informazioni aggiuntive

Procedura di autorizzazione per impianti elettrici

Procedura di autorizzazione

Piano settoriale Elettrodotti (PSE)


Sottostazioni e trasformatori

Le sottostazioni sono tra gli elementi più importanti della rete ad altissima tensione, in quanto rappresentano i punti nodali della rete elettrica. Le sottostazioni sono composte da trasformatori e impianti di smistamento. La rete ad altissima tensione di Swissgrid comprende 126 sottostazioni che ospitano 148 impianti di smistamento e 32 trasformatori. Quindi ogni sottostazione ha un impianto di smistamento, ma non tutte le sottostazioni possiedono un trasformatore.

Elementi chiave della rete di trasmissione

Gli impianti di smistamento nelle sottostazioni collegano le linee ad altissima tensione tra loro. Gli operatori nei centri di controllo di Swissgrid ad Aarau e Prilly possono separare o collegare le linee per mezzo di manovre di smistamento. In questo modo si controllano i flussi di energia, si evitano i sovraccarichi e le linee possono essere disinserite per i lavori di revisione. Nelle sottostazioni sono installati anche sistemi di protezione. In caso di guasto (per esempio la caduta di un fulmine su una linea), questi sistemi disinseriscono in modo mirato le parti di rete interessate.

Rappresentazione grafica di una sottostazione con trasformatore: le sottostazioni sono controllate dai centri di comando della rete di Aarau e Prilly. Tuttavia, se necessario, i responsabili dell’impianto possono assumere il controllo delle sottostazioni ed effettuare la disinserzione in loco.

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