Cabos supercondutores: capacidade máxima de transmissão e perdas quase nulas

O que é a supercondutividade?

A supercondutividade é a perda da resistência elétrica que ocorre em alguns materiais quando são arrefecidos a uma temperatura extremamente baixa.

Este fenómeno – descoberto em 1911 – tem grandes implicações na forma como a eletricidade é transmitida e distribuída. Ao incorporar fitas ou fios supercondutores nos cabos, é possível criar condutores elétricos quase perfeitos.

Os cabos supercondutores para transmissão de eletricidade são fabricados usando materiais conhecidos como supercondutores a alta temperatura (HTS). A palavra “alto” neste contexto é relativa ao zero absoluto. Apesar do nome, os supercondutores a alta temperatura necessitam de ser mantidos extremamente frios (menos 200 graus centígrados). O arrefecimento é conseguido utilizando-se um invólucro criogénico – um revestimento termicamente isolado que envolve o cabo. O agente de refrigeração utilizado é o azoto líquido. Este é relativamente acessível, fácil de administrar e inofensivo para o ambiente.

A Nexans é líder global em tecnologia de supercondutores* a alta temperatura (HTS) para aplicações na rede elétrica. A nossa oferta inclui cabos HTS e limitadores de corrente de defeito HTS. Vejamos estes produtos em maior detalhe.

Cabos HTS – a transformar a energia a nível urbano

Os operadores de sistemas de transmissão (TSO), os operadores de sistemas de distribuição (DSO) e os operadores ferroviários necessitam de uma forma de satisfazer a crescente procura de energia nas cidades e nas redes de transportes. Os cabos Nexans HTS são concebidos para responder a essa procura.

• Tomada de terra mínima – os direitos de passagem dos cabos HTS são até dez vezes mais estreitos do que os dos cabos e linhas convencionais. São necessários menos cabos e não há necessidade de espaço entre as fases. Isto reduz as necessidades de licenciamento, minimiza a perturbação do público, acelera a implementação e contribui para reduzir os custos. 
• Economias de energia – os cabos supercondutores são condutores ultra-eficientes com resistência zero ou próxima de zero. A poupança de energia obtida desta forma superior à energia gasta para se manter os condutores a baixa temperatura. Em contraste, os sistemas convencionais de transmissão a longa distância que utilizam condutores de alumínio e cobre sofrem perdas de energia de cerca de 10%. Isto equivale a cerca de 180 TWh por ano só na Europa – o suficiente para alimentar três cidades.
• Aquecimento zero – os cabos supercondutores não emitem calor, independentemente da energia que transportem. Isto tem três vantagens importantes. Em primeiro lugar, significa que os cabos HTS podem ser enterrados diretamente no solo, acelerando a realização do projeto e reduzindo os custos, e a um nível mais profundo do que os cabos convencionais, uma vez que a extração do calor não constitui problema. Em segundo lugar, a ausência de efeitos de aquecimento significa que não há redução da capacidade de transmissão quando outros cabos são instalados nas proximidades. Em terceiro lugar, não existe efeito de secagem do solo - um aspeto fundamental se os cabos HTS forem instalados paralelamente a cabos convencionais.
• Não há necessidade de túneis – como foi referido acima, os cabos HTS podem ser enterrados diretamente. Isto significa que não são necessários túneis e condutas para cabos – mesmo em projetos de transmissão de alta capacidade. Nos casos em que já existam condutas ou túneis, o reequipamento com cabos HTS em vez de cabos convencionais aumenta drasticamente a capacidade de transmissão destes ativos.
• CEM mínimos – Os cabos HTS são totalmente blindados para evitar a geração de campos eletromagnéticos desgarrados, minimizando os efeitos nas infraestruturas circundantes e dissipando as preocupações do público relativamente aos CEM.

Inovação líder mundial: as nossas referências incluem o projeto de cabo AC LIPA 138kV em Long Island, nos EUA, e a ligação AC Ampacity 10kV em Essen, na Alemanha – o cabo supercondutor mais longo do mundo, em utilização há sete anos.