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Un cable de alimentación submarino es un cable de transmisión para transportar energía eléctrica bajo la superficie del agua. [ 1 ] Se les llama "submarinos" porque generalmente transportan energía eléctrica bajo agua salada (brazos oceánicos , mares , estrechos , etc.), pero también es posible utilizar cables de alimentación submarinos bajo 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
Como herramientas clave en la transmisión de energía a gran escala , los cables submarinos de alta tensión suelen operar a alto voltaje [ 2 ] para minimizar las pérdidas resistivas entre los extremos. [ 3 ] A diferencia de las líneas eléctricas aéreas , muchos cables submarinos de alta tensión suelen operar con corriente continua (CC). Las fases eléctricas deben soportar una proximidad cercana dentro del cable, lo que aumenta la capacitancia parásita . Es más económico usar solo corriente alterna (CA) en líneas de menos de 100 km de longitud, en cuyo caso predominan las pérdidas en las interfaces de la red en el punto de conexión . [ 4 ]
Si se combinan los motivos para la transmisión de alto voltaje, la preferencia por la corriente alterna y por las corrientes capacitivas, se puede comprender por qué no existen cables submarinos de alta tensión de más de 1000 km (véase la tabla en la sección "Cables submarinos de alimentación en funcionamiento" a continuación).
Conductor
Como se indicó anteriormente, los cables de alimentación submarinos transportan corriente eléctrica a alto voltaje . El núcleo eléctrico es un conjunto concéntrico de conductor interno , aislamiento eléctrico y capas protectoras (similar al diseño de un cable coaxial ). [ 5 ] Los cables modernos de tres conductores (por ejemplo, para la conexión de turbinas eólicas marinas ) a menudo transportan fibras ópticas para la transmisión de datos o la medición de temperatura, además de los conductores eléctricos. El conductor está hecho de alambres de cobre o aluminio, este último material con una cuota de mercado pequeña pero creciente. Los tamaños de conductor ≤ 1200 mm² son los más comunes, pero ocasionalmente se han fabricado tamaños ≥ 2400 mm² . Para voltajes ≥ 12 kV , los conductores son redondos para que el aislamiento esté expuesto a un gradiente de campo eléctrico uniforme . El conductor puede ser trenzado a partir de alambres redondos individuales o puede ser un solo alambre sólido. En algunos diseños, se colocan alambres perfilados (alambres Keystone) para formar un conductor redondo con intersticios muy pequeños entre los alambres.
Aislamiento
Actualmente se utilizan principalmente tres tipos diferentes de aislamiento eléctrico alrededor del conductor. El polietileno reticulado (XLPE) se utiliza hasta una tensión de sistema de 420 kV. Se produce por extrusión , con un espesor de aislamiento de hasta unos 30 mm; los cables de clase 36 kV tienen un espesor de aislamiento de solo 5,5 a 8 mm. Ciertas formulaciones de aislamiento XLPE también se pueden utilizar para CC. Los cables rellenos de aceite de baja presión tienen un aislamiento superpuesto 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 cuando el cable se calienta, pero rara vez se utiliza en cables submarinos debido al riesgo de contaminación por aceite con daños en el cable. Los cables impregnados en masa también tienen un aislamiento superpuesto de papel, pero el compuesto de impregnación es altamente viscoso y no sale cuando el cable se daña. El aislamiento impregnado en masa se puede utilizar para cables HVDC masivos de hasta 525 kV.
Blindaje
Los cables de ≥ 52 kV están equipados con una cubierta de plomo extruido para evitar la entrada de agua. Hasta el momento, no se han aceptado otros materiales. La aleación de plomo se extruye sobre el aislamiento en tramos largos ( es posible superar los 50 km). En esta etapa, el producto se denomina núcleo del cable. En los cables monofásicos, el núcleo está rodeado por una armadura concéntrica. En los cables trifásicos, los tres núcleos se disponen en espiral antes de aplicar la armadura. Esta suele consistir en alambres de acero impregnados en betún para protegerlos de la corrosión. Dado que el campo magnético alterno en los cables de corriente alterna provoca pérdidas en la armadura, estos cables a veces se equipan con materiales metálicos no magnéticos (acero inoxidable, cobre, latón).
Cables de alimentación submarinos operativos
Cables de corriente alterna
Los sistemas de cables submarinos de corriente alterna (CA) para la transmisión de pequeñas cantidades de energía eléctrica trifásica se pueden construir con cables de tres conductores, en los que los tres conductores aislados se colocan en un único cable submarino. La mayoría de los cables de parques eólicos marinos a tierra se construyen de esta manera.
Para transmitir grandes cantidades de energía, los sistemas de corriente alterna (CA) constan de tres cables submarinos monofásicos independientes, cada uno con un único conductor aislado que transporta una fase de la corriente eléctrica trifásica. Un cuarto cable idéntico suele añadirse en paralelo con los otros tres, simplemente como repuesto, en caso de que alguno de los cables principales se dañe y necesite ser reemplazado. Este daño puede producirse, por ejemplo, si el ancla de un barco cae accidentalmente sobre el cable. El cuarto cable puede sustituir a cualquiera de los otros tres, siempre que se disponga del sistema de conmutación eléctrica adecuado .
Cables de corriente continua
Cables de alimentación submarinos en construcción
- Enlace de transmisión marítima de CC de 165 km con capacidad de 500 MW entre la provincia canadiense de Terranova y Labrador y la provincia de Nueva Escocia . [ 30 ]
- 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 1400 MW para 2022. [ 31 ] [ 32 ]
- El cable eléctrico submarino del Mar Negro, con una capacidad de 1 GW y un voltaje de 500 kV, transportará electricidad verde desde Azerbaiyán a través de Georgia, Rumania y Moldavia hasta la UE. Se estima que tendrá una longitud aproximada de 1100 km y que su construcción finalizará a finales de 2029. [ 33 ]
- El circuito HVDC Celtic Interconnector, con una capacidad de 700 MW y una longitud de 575 km (500 km bajo el mar) , conecta Knockraha (Irlanda) con La Martyre (Francia). Se trata de una iniciativa conjunta entre los operadores de la red eléctrica de Irlanda ( Eirgrid ) y Francia ( Réseau de Transport d'Electricité ). A marzo de 2026, se había instalado el 95 % del cable HVDC. [ 34 ]
Cables de alimentación submarinos propuestos
- El enlace eléctrico Australia-ASEAN (AAPL), o enlace eléctrico Australia-Singapur (ASPL), es un proyecto de infraestructura eléctrica propuesto que contempla la construcción del cable submarino de alta tensión más largo del mundo. Una planta solar en el Territorio del Norte de Australia producirá 10 gigavatios de electricidad, la mayor parte de la cual se exportará a Singapur mediante una línea de transmisión HVDC de 4500 km (2800 millas) y 3 GW. [ 35 ]
- 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 conecta Asia y Europa (Israel-Chipre-Grecia) [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]
- Champlain Hudson Power Express , línea de 335 millas. La Transmission Developers Company de Toronto, Ontario , propone "utilizar el río Hudson para el proyecto de transmisión submarina más ambicioso hasta la fecha. Comenzando al sur de Montreal , una línea de 335 millas recorrería el fondo del lago Champlain y luego descendería por el lecho del Hudson hasta la ciudad de Nueva York ". [ 39 ]
- Puente eléctrico, Hawái [ 1 ]
- Puente eléctrico, estado de Maine [ 1 ]
- Puerto Rico a las Islas Vírgenes [ 40 ]
- Interconexión HVDC India-Sri Lanka , una línea HVDC de 400 kV de India a Sri Lanka [ 41 ]
- El enlace de transmisión del Atlántico Norte Uno de 3.500 km y 6 GW entre Terranova e Irlanda fue propuesto en 2024 por tres banqueros de inversión para garantizar una coordinación segura entre las redes eléctricas de América del Norte y Europa Occidental. [ 42 ]
- El sistema de cable submarino de alimentación de 58,9 km y 161 kV que conecta la isla de Taiwán con las islas Penghu (cable T-P), el primer proyecto submarino de esta magnitud de la Compañía Eléctrica de Taiwán (Taipower), tenía prevista su finalización en 2014. El 24 de diciembre de 2010, se aprobó el proyecto de cable submarino Taiwán-Penghu de Taipower para conectar la red eléctrica de la isla de Taiwán con las islas Penghu. [ 43 ]
- Se supone que los gobiernos británico e islandés están en "conversaciones activas" para construir un cable ( Icelink ) entre Escocia e Islandia para transportar energía geotérmica a Escocia. Tendría entre 1000 y 1500 km de longitud, "y sería, con diferencia, el más largo del mundo". [ 44 ] Esto asumiendo que aún no se ha construido un cable más largo, como el propuesto cable Australia-Singapur de 4200 km.
- FAB entre Gran Bretaña y Francia vía la isla de Alderney en las Islas del Canal . [ 45 ]
- EuroAfrica Interconnector , un cable de alimentación submarino de 1707 km, que alcanza profundidades de hasta 3 km (1,9 millas) bajo el nivel del mar, con capacidad para transmitir 2000 megavatios de electricidad que conecta África y Europa (Egipto-Chipre-Grecia) [ 46 ] [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]
- Cables submarinos de reemplazo de 11 kV que conectan Liu Ko Ngam y Pak Sha Tau Tsui en Kat O , noreste de Hong Kong, de aproximadamente 880 m de longitud. [ 50 ]
Véase también
Referencias
- 1 2 3 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.
- ↑ Ardelean, Mircea; Minnebo, Philip (2015). Cables de alimentación submarinos HVDC en el mundo: estado del arte . EUR. Luxemburgo: Oficina de Publicaciones de la Unión Europea. ISBN 978-92-79-52785-2.
- ↑ https://www.google.com/books/edition/Electric_Power_Transmission_and_Distribu/KpY1hpKKwdQC?hl=en&gbpv=1&bsq=high%20voltage%20power%20transmission página 436: "La posibilidad de reducir la corriente al aumentar el voltaje tiene un importante aspecto económico en la transmisión de energía. En un sistema de transmisión, la carga que pueden soportar los conductores depende del calentamiento provocado por la corriente. Por lo tanto, si se reduce la corriente mediante un alto voltaje, se puede aumentar la resistencia sin incurrir en pérdidas adicionales ni provocar un mayor aumento de temperatura. De esta manera, se pueden utilizar conductores de menor diámetro, ahorrando costes. Asimismo, con el mismo conductor se reducen las pérdidas y las caídas de voltaje, aumentando la eficiencia de la transmisión."
- ↑ Ardelean, M.; Minnebo, P. La idoneidad de los mares y las costas para la construcción de interconexiones de energía submarinas. Renewable Sustainable Energy Rev 2023, 176, 10.1016/j.rser.2023.113210.
- ↑ "Cables de alimentación submarinos: diseño, instalación, reparación y aspectos medioambientales", por T. Worzyk, Springer, Berlín Heidelberg, 2009
- ↑ "Creta-Peloponeso: Se completa la interconexión que bate récords" . IPTO .
- ↑ "Interconexión Creta-Peloponeso. Selección de licitadores para los cables de uno de los proyectos de interconexión submarina más importantes del mundo" . adieholding.gr . Archivado del original el 18 de octubre de 2020. Consultado el 5 de marzo de 2020 .
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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
- Cables de exportación desde parques eólicos marinos hasta subestaciones marinas.
- Cables de transmisión desde el convertidor en alta mar hasta la costa.
- Historia del cable transatlántico y las comunicaciones submarinas: cables de alimentación (secciones transversales de cables de alimentación históricos)
- Cables de alimentación submarinos
- transmisión de energía eléctrica