Aparallatge d'alta tensió en corrent continu 90% més compacte

Gràcies a un disseny completament nou, ara és possible per primera vegada en la història construir cel·les compactes amb aïllament de gas per a aplicacions de corrent continu d'alta tensió.

Aquesta tecnologia experimentada, és molt important per a la transició energètica en curs. Si bé encara no hi ha cap línia de transport HVDC construïdes a Alemanya, ben segur hi hauran en el futur. Tota nació industrial, necessita de sistemes de transport d'energia fiables i eficaços per tal, per exemple, fer el transport de l'energia respectuosa amb el medi ambient  des de les plantes de generació que hi han enfront de la costa del Mar del Nord d'Alemanya, fins als centres de consum en els estats del sud d'Alemanya de Baviera i Baden-Württemberg. Si s'observa un aparellatge de corrent continu d'avui que s'utilitza en estacions de conversió (que converteixen el corrent continu de nou en corrent altern) es pot veure clarament el següent repte a què cal fer front

Els sistemes de corrent continu (CC) amb commutació directa sempre han requerit un espai considerable, ja que estan dissenyats sobre la base de la tecnologia d'aire com un aïllant. Atès que l'aire és en realitat un mal aïllant, les distàncies entre els components individuals i entre els punts de potencial respecte ells i terra de terra, són molt grans segons el disseny. Aquests components, poden per tant ser de fins a cinc metres d'alçada. Això exigeix, en general, ​de ​majors requisits d'espai per un parc de maniobres de manera que, l'espai juga un paper particularment important quan aquest és car, com en plataformes convertidors d'energia en alta mar. 

Plataformes de conversió d'energia que hi ha als parcs eòlics marins.

Aquestes enormes plataformes  s'eleven des del mar per poder concentrar l'energia generada per nombrosos parcs eòlics marins els quals, estan a més de 100 km de la costa. Les estacions convertidores a HVDC en les plataformes han de convertir a corrent altern el que han generat per les turbines de vent en corrent continu de manera que l'electricitat pot ser transportada  a la costa amb la menor pèrdua possible. Un cop a allí, una segona estació de convertidor converteix el corrent continu en corrent altern un altre cop per poder ser transportat per les xarxes de transport existents.

La plataforma BorWin2  que Siemens va construir en el Mar del Nord a finals d'abril 2014 al nord-oest de l'illa de Borkum fa 73 metres de llarg, 51 metres d'ample i 25 metres d'altura. La seva superfície és de més o menys la de la meitat d'un camp de futbol. Des d'aquesta plataforma, es pot gestionar fins a 800 MW d'energia eòlica i és transportar a la costa mitjançant la xarxa de transport d'HVDC a una tensió de 300 kV.

Aquesta capacitat que es pot lliurar, és suficient per cobrir la demanda d'energia d'una gran ciutat de 800.000 llars. A més de la seva tecnologia de convertidor (anomenada HVDC PLUS) l'aparellatge està aïllat en gas també però també hi han dues subestacions amb aparellatge aïllat en aire que ocupen molt espai.  Reduir l'espai necessari per a aquest equip portaria enormes avantatges com per,metre altes tensions per al transport de corrent continu a la costa.

L'alta demanda d'energia elèctrica a Alemanya no disminuirà. Per tant, en vista de les llargues distàncies de les xarxes de transport és previsible, que el corrent continu tingui  el seu espai en el futur permetent  voltatges més alts. Això significa que la demanda d'espai per a estacions de conversió i hubs amb aparellatge també seguiran augmentant.  Alemanya es una país densament poblat, contrariament com paisos com Austràlia, els Estats Units o la Xina per tant, la necessitat d'aquest tipus d'instal·lacions per ocupar el menor espai possible tindrà un paper en aquest context. 

Disseny compacte i gas com a mitjà aïllant

Davant d'aquests fets, és fàcil veure que calen solucions compactes tant en terra com en alta mar; solucions que caldrà que s'usi el gas com a mitjà d'aïllament en lloc d'aire. Fins ara no era possible construir sistemes compactes amb aïllament de gas per a ús amb corrent continu, per a això és de fet molt difícil de controlar un camp elèctric sota condicions de tensió contínua. Tot i això, s'ha assolit l'èxit en el desenvolupament d'un aïllant amb material capaç de resistir un  corrent continu d'alt voltatge  permanent en aplicacions de llarga durada.

Per això s'utilitza el que s'anomena la tecnologia de paper impregnat amb resina (RIP), el que permet és un control òptim de camp. Això  ha permès desenvolupar un nou disseny (amb geometries d'equips petits) per cel·les de 320 kV amb aïllament gasós per a corrent continu. Com a resultat, aquests nous sistemes requereixen un 90 per cent menys d'espai en comparació dels seus predecessors aïllats en aire

50 anys de vida útil

Atès que tots els components vius estan completament encapsulats, aquest equip pot estar situat de forma segura i fiable en qualsevol lloc, independentment de les instal·lacions properes, i també es poden construir en escenaris a l'aire lliure. Això té enormes beneficis: 

Aquesta  nova enginyeria podrà oferir als seus avantatges completes tant en alta mar com en terra. Avaluant la vida útil d'aquests interruptors, que ha de ser de fins a 50 anys, determinada sobre la base de proves a llarg termini que han estat sotmesos els assaigs realitzats amb la Technische Universität München (TUM). 

Font:Siemens