SCADENT – Dự án cáp siêu dẫn mới lắp đặt ở Anh

Một dự án lắp đặt cáp siêu dẫn (High Temperature Superconducting) ở Anh đang được tiến hành nhằm tăng công suất tải của lưới điện ở các khu vực đô thị. Sự cần thiết của điều này đã được chứng minh bởi việc hạn chế xây dựng nhà cửa và nhà máy ở ba khu vực của London do nguồn cung cấp điện hạn chế, bao gồm Ealing, Hillingdon và Hounslow.

Dự án SCADENT dự kiến kéo dài từ tháng 8 đến cuối năm 2022 để phát triển các loại cáp siêu dẫn có tổn thất năng lượng thấp hơn. Được điều hành bởi Truyền tải điện lưới quốc gia, dự án bao gồm nhà sản xuất dây cáp điện Nexans France cũng như các trường Đại học Strathclyde và Manchester và công ty tư vấn Fazer-Nash.

So với các lựa chọn thay thế thông thường, cáp siêu dẫn có mật độ điện cao hơn từ 3 đến 10 lần cáp đồng, có nghĩa là chúng có thể tải công suất cao hơn ở các mức điện áp thấp hơn. Điều này sẽ cho phép tăng dung lượng mạng nhanh hơn, tiết kiệm thời gian, chi phí và giảm phát thải carbon.

Nó cũng vượt xa các ứng dụng hiện có của HTS ở Châu Âu bằng cách sử dụng điện áp cao hơn và khoảng cách dài hơn.

Cáp siêu dẫn

Cáp siêu dẫn nhiệt độ cao là loại cáp điện được sản xuất bằng dây siêu dẫn nhiệt độ cao. Dây siêu dẫn này được làm từ các chất siêu dẫn, kích thước dây khá mỏng chỉ bằng sợi tóc nhưng có khả năng dẫn điện gấp 150 lần dây đồng cùng kích thước.

Ba loại chất siêu dẫn có sẵn phổ biến trên thị trường hiện nay cho cáp điện AC hoặc DC:

• Bi2Sr2Ca2Cu3O10 (BSCCO) với nhiệt độ tới hạn -160°C;
• YBa2Cu3O7 (YBCO) với nhiệt độ tới hạn -180°C;
• MgB2 với nhiệt độ tới hạn -235°C.

Có hai loại cáp điện siêu dẫn chính tùy theo loại chất điện môi được sử dụng. ‘Thiết kế điện môi ấm’ dựa trên chất dẫn điện, được làm lạnh bằng nitơ lỏng trong hai ống thép không gỉ chân không và cách nhiệt ở lớp giữa; cách điện ngoài, màn chắn và vỏ bọc cáp.

Làm lạnh

Cáp được lắp đặt trong đường hầm thường là phần giới hạn nhiệt của mạch do sự thoát nhiệt tương đối kém qua không khí xung quanh của dây cáp.

Dự án Công nghệ làm lạnh thay thế cáp cho các hệ thống ngầm (CACTUS) bắt đầu đến năm 2024 và sẽ nghiên cứu các phương pháp làm lạnh thay thế nhằm nâng cao chất lượng dây cáp trong đường hầm.

Giai đoạn đầu tiên của dự án sẽ nghiên cứu việc sử dụng các công nghệ đã được thiết lập, chẳng hạn như làm lạnh không khí đầu vào, tuy nhiên vẫn là công nghệ mới cho các ứng dụng lắp đặt cáp trong đường hầm. Sau đó, các kỹ thuật kỳ lạ hơn, chẳng hạn như hệ thống làm lạnh bằng nitơ lỏng, sẽ được xem xét.