La industria del cable es la base del buen desarrollo de la economía y la sociedad modernas. Centrándose en el sector de los cables de 10 kV y superiores, este informe señala que las tendencias en el sector del cable eléctrico se orientan hacia la alta capacidad, el uso subterráneo y la eficiencia energética.
Los cables de 10kV y superiores se utilizan principalmente en el campo de la generación, transmisión y distribución de energía. Sirven principalmente en algunos grandes edificios industriales y comerciales. Desde el punto de vista técnico, los cables de 10 kV y superiores están actualmente disponibles principalmente en forma de cables subterráneos, líneas aéreas y GIL (líneas de transmisión con aislamiento de gas).
Cada una de las tres opciones técnicas tiene sus propias ventajas e inconvenientes. La principal ventaja del cable subterráneo es que no ocupa mucho espacio, pero la desventaja es que los puntos de avería son difíciles de encontrar y el aislamiento es propenso a deteriorarse. Y la principal ventaja de las líneas aéreas es que son baratas, pero el principal inconveniente es que las instalaciones de apoyo ocupan mucho espacio. El GIL tiene como ventajas, sobre todo, su rendimiento, y como desventajas, su elevado precio.
Se espera que estos tres modos de transmisión sigan constituyendo las principales opciones para la construcción de redes a gran escala.
El desarrollo urbano y la energía eólica marina promueven el rápido desarrollo del sector del cable.
A pesar de la excelente rentabilidad de los cables aéreos, las nuevas líneas de transmisión y distribución urbanas se construyen cada vez más con cables subterráneos por razones de espacio, protección del medio ambiente y seguridad de funcionamiento. Además, las líneas aéreas urbanas existentes se convertirán cada vez más en cables subterráneos.
En cuanto a los cables submarinos, hay que ver que la energía eólica marina, como parte importante de la futura generación de nuevas energías, está creciendo a un ritmo rápido. Los cables submarinos no sólo se benefician del crecimiento de la capacidad eólica marina instalada, sino también del crecimiento de la distancia de la energía eólica marina. En el contexto de la revolución energética mundial, se espera que los cables submarinos inicien un periodo dorado de desarrollo como solución preferida para interconectar el suministro de energía submarino.
Los nuevos conductores ayudan a aumentar la capacidad de transmisión de las líneas aéreas.
La solución de transmisión aérea se basa principalmente en el aislamiento del aire. Por lo tanto, tiene un bajo coste, una gran ocupación del espacio y una gran capacidad. Con la aceleración de la construcción de nuevos sistemas de energía, se espera que la demanda global de capacidad de transmisión de energía del sistema aumente rápidamente.
Recientemente, MarketsandResearch.biz publicó el «Mercado Global de Cables Aéreos Agrupados por Fabricantes, Regiones, Tipos y Aplicaciones Previsión 2022-2028». El informe prevé un crecimiento constante de los cables aéreos hasta 2028 para las principales empresas del sector del cable (Nexans France, ZMS Cable Empresa, EMTA Conductors and Cables, etc.).
La tendencia de desarrollo futuro de las líneas aéreas será hacia la alta capacidad. Los nuevos proyectos pueden construirse con conductores más eficientes energéticamente y los proyectos existentes pueden readaptarse con capacidad adicional.
(1) Los conductores eficientes energéticamente son adecuados para los nuevos proyectos para reducir pérdidas de transmisión.
Los cables convencionales de las líneas aéreas son de aluminio con núcleo de acero. La parte conductora es principalmente aluminio duro con una conductividad del 61% de IACS. Y la parte que soporta la carga es principalmente un núcleo de acero con una conductividad de sólo el 9% de IACS. Para mejorar la conductividad global del conductor y reducir las pérdidas, es necesario aumentar la conductividad de la sección exterior de aluminio trenzado o utilizar un núcleo de carga con mayor conductividad.
La sección exterior trenzada puede ser de aleación de aluminio duro de alta conductividad (61,5% – 63% IACS) o de aluminio blando (63% IACS). Para el núcleo de carga, se puede utilizar un núcleo de aleación de aluminio de alta resistencia (52%-55% IACS) en lugar de acero. Así, se pueden producer los cables aéreos con una mayor conductividad eléctrica y también una excelente resistencia a la tracción.
(2) Los conductores de aumento de capacidad son adecuados para proyectos ya completos.
En teoría, hay dos métodos principales para añadir capacidad a las líneas existentes. Una manera es sustituir el conductor por un conductor aéreo de mayor sección. Otra forma es sustituir el conductor por un conductor con aumento de capacidad.
El aumento de la sección transversal del cable incrementaría considerablemente el peso total de los conductores aéreos. Por lo tanto, habría que reconstruir nuevas torres. Este método implica una elevada inversión y un largo periodo de construcción.
El uso de conductores con capacidad adicional permite aumentar la capacidad sin añadir demasiado al peso total de los cables aéreos. Tiene la ventaja de la ausencia de sustitución de la torre, la inversión total es baja y el tiempo de construcción es corto. Con estos nuevos tipos de conductores se suelen conseguir aumentos de capacidad de entre el 30% y el 150% de capacidad, lo que los convierte en una opción muy rentable.
En resumen, los núcleos de aleación de aluminio, los tipos de aluminio blandos y los núcleos compuestos de fibra de carbono, así como otros conductores aéreos nuevos, serán una importante dirección de desarrollo para las líneas aéreas en el futuro.
Transmisión de muy gran capacidad: Sistemas GIL
Los sistemas de transmisión GIL consisten principalmente en una carcasa de aleación de aluminio conectada a tierra y un conductor tubular de aluminio interno, aislado por un gas como el SF6.
Las líneas GIL tienen menores pérdidas de transmisión, menores efectos de capacitancia y mayor capacidad que los cables. Su elevada capacidad de transmisión (hasta 3.000 MVA para un solo circuito a 550 kV) permite que se conecten directamente a las líneas aéreas.
Actualmente, aunque la relación de coste inicial del GIL es alta, tiene una larga vida útil. Existe un sistema GIL de más de 300 km de longitud que lleva funcionando más de 35 años sin que se haya registrado fallos.
El GIL es es la opción preferida para los sistemas de transmisión de alta capacidad en distancias cortas en comparación con los cables de gran sección que requieren refrigeración por aire o agua.
Resumen
Analizando los diferentes modos de transporte de energía, ZMS determina que la dirección futura del desarrollo del cable será de alta capacidad, subterráneo y eficiente energéticamente. La evolución de la tecnología ha dado lugar a una serie de nuevos cambios en la industria del cable, lo que dará lugar a muchas oportunidades de inversión.