In un’era di esigenze energetiche e preoccupazioni ambientali in rapida evoluzione, il campo della trasmissione di potenza sta assistendo a una notevole trasformazione. De Angeli Prodotti, un illustre leader del settore, è stata in prima linea in questa rivoluzione. Il nosro innovativo conduttore HTLS (ACCM) sta ridefinendo il panorama della trasmissione di potenza, offrendo efficienza e sostenibilità senza pari.
Una linea elettrica aerea è una struttura utilizzata nella trasmissione e distribuzione di energia elettrica per trasmettere energia su grandi distanze. È costituito da uno o più cavi elettrici non isolati (comunemente alimentazione trifase) sospesi da torri o piloni.
Poiché la maggior parte dell’isolamento è fornita dall’aria circostante, le linee elettriche aeree sono generalmente il metodo meno costoso di trasmissione per grandi quantità di energia elettrica.
La trasmissione di energia elettrica fu realizzata nel 1882 con la prima trasmissione ad alta tensione tra Monaco e Miesbach (60 km). Nel 1891 in occasione dell’Esposizione Internazionale dell’Elettricità di Francoforte, tra Lauffen e Francoforte, venne costruita la prima linea aerea trifase a corrente alternata.
Dagli anni ’80 De Angeli Prodotti progetta e fornisce conduttori per linee elettriche aeree, seguendo tutte le normative nazionali ed internazionali. I mutamenti normativi, che impediscono e ostacolano la possibilità di costruire nuove linee nei paesi più sviluppati, i cambiamenti climatici e la crescita inarrestabile della domanda energetica, hanno portato alla necessità di potenziare le reti esistenti.
Per questo motivo, a partire dal 2000, De Angeli Prodotti ha rielaborato, progettato e fornito con successo innumerevoli soluzioni tecnologiche per qualsiasi conduttore in alluminio per le Linee Elettriche Aeree.
Cos’è un ACCM (Aluminium Conductor Composite Multistrand)?
ACCM, abbreviazione di Aluminium Conductor Composite Multistrand, rappresenta l’emblema dell’innovazione nel campo dei conduttori per linee elettriche aeree. Integra perfettamente tutti i vantaggi di un conduttore HTLS (High-Temperature Low Sag).
L’ACCM ha dimostrato il suo valore attraverso una miriade di rigorosi test, spesso insieme a morse di compressione compatibili, suscitando la curiosità di numerosi operatori dei sistemi di trasmissione (TSO). Questo accresciuto interesse ha aperto la strada a De Angeli Prodotti per assicurarsi importanti contratti che si estendono su migliaia di chilometri anche per le linee di trasmissione più impegnative.
Scenario & Ipotesi
All’interno di questo articolo, approfondiamo l’analisi completa del Business Case per delineare in modo chiaro e sintetico gli straordinari vantaggi offerti dall’innovativo conduttore ACCM rispetto alle controparti ACSR standard. Esploreremo le ragioni alla base della crescente adozione dell’ACCM, evidenziandone i benefici economici, prestazionali e ambientali che comporta, dimostrando così il valore intrinseco di questa soluzione avanzata per le linee di trasmissione elettrica.
Questo business case considera una linea di trasmissione a circuito singolo a fascio trinato da 50 km – 380 kV.
Le ipotesi utilizzate per i calcoli secondo le linee guida IEC 61597 sono le seguenti:
| Parametro | Valore | Unità di misura |
|---|---|---|
| Temperatura ambiente | 30 | °C |
| Velocità del vento | 0,55 | m/s |
| Angolo del vento | 90° | deg |
| Radiazione solare | 1000 | W/m² |
| Assorbimento solare | 0,5 | – |
| Emissività | 0,5 | – |
Le ipotesi utilizzate per i calcoli delle perdite di linea sono le seguenti:
- Portata 519,5 A = 50% fattore di carico di ACSR
- Fattore di potenza della linea = 0,9
- Costo dell’energia = 80 €/MWh
- 0,456 kgCO2/kWh – Mix residuo europeo 2021
Analisi: confronto tra un conduttore ACSR e un conduttore ACCM
In questa analisi confrontiamo un conduttore standard in alluminio e acciaio ACSR Ø 31,50 mm con un conduttore a bassa freccia e ad alta temperatura con un’anima composta da fili di carbonio trefolati ACCM Ø 31,52 mm (Aluminum Conductor Composite Multistrand) con fili trapezoidali.
Questi due conduttori hanno caratteristiche equivalenti nei diametri e nel peso (ACCM è più leggero del -1,5% rispetto all’ACSR standard):
| Conduttore | Diametro Ø | Peso |
|---|---|---|
| ACSR | 31,50 mm | 1,95 kg/m |
| ACCM | 31,52 mm | 1,92 kg/m |
Confrontando la portata alla temperatura di funzionamento continuo si può vedere che il conduttore ACCM è superiore di +653 Ampere che significa +60% in più rispetto all’ACSR standard.
| Conduttore | Portata |
|---|---|
| ACSR @80°C | 1.039 Amps |
| ACCM @150°C | 1.692 Amps |
Prendendo in considerazione la portata di picco a 100°C per l’ACSR e 175°C per l’HTLS.
In questo caso la portata del conduttore ACCM è ancora significativamente superiore all’ACSR Standard di + 599 Ampere che significa + 49% in più.
| Conduttore | Portata di picco |
|---|---|
| ACSR @100°C | 1.226 Amps |
| ACCM @175°C | 1.825 Amps |
Oltre alla portata, ci sono altri vantaggi offerti da ACCM:
- Riduzione delle perdite di linea: – 13.078 MWh/anno
- Capacità di generazione aggiuntiva: + 1.493 kW
- Risparmio – 1.046 k€/anno (- 41,84 M€/40anni)
- Riduzione CO2: – 5.964 tons CO2/anno
Riduzione dei costi: l’adozione del conduttore ACCM potrebbe raggiungere il breakeven in meno di 24 mesi
I costi presentati in questa analisi si basano su un budget previsto per la costruzione di una linea di trasmissione a circuito singolo da 50 km (30 miglia) – 380 kV a fascio trinato per la trasmissione di corrente alternata (CA). Questi costi previsti vengono calcolati considerando i requisiti specifici di questa linea di trasmissione in termini di lunghezza del conduttore, materiali e altri fattori correlati, fornendo una panoramica finanziaria completa per l’intero progetto.
Questa linea di trasmissione a circuito singolo a fascio trinato da 50 km (30 miglia) richiederebbe 150 km (93 miglia) di conduttore.
Il prezzo può variare in base alle fluttuazioni del prezzo dell’acciaio e dell’alluminio, qui sotto puoi trovare un confronto:
- ACSR Ø31,50 → 8,50 €/m (4,36 €/kg) → peso: 1,95 kg/m
- ACCM Ø31,52 → 22,00 €/m (11,47 €/kg) → peso: 1,92 kg/m
- TOTALE ACSR → € 1.275.000
- TOTALE ACCM → € 3.300.000
Con ACCM l’utility interessata risparmia € 1.046.000 all’anno (40 anni = € 41.840.000 di risparmio)
Spiegazione
Il costo del conduttore può variare in base alle fluttuazioni dei prezzi dell’acciaio e dell’alluminio, ma in genere gli ordini all’ingrosso o di dimensioni maggiori possono ricevere tariffe scontate. Ad esempio, l’ACSR Ø31,50 ha un prezzo di 8,50 €/m (4,36 €/kg), mentre l’ACCM Ø31,56 ha un prezzo di 22,00 €/m (11,47 €/kg).
Pertanto, i corrispondenti costi del conduttore (escluse tasse o spese di consegna) ammonterebbero rispettivamente a € 1.275.000 e € 3.300.000 – con una differenza di € 2.025.000.
Anche se un delta di costo di 2,03 milioni di euro può sembrare sostanziale, le stime indicano che il costo delle linee di trasmissione a 380 kV è compreso tra 1,0 e 1,3 milioni di euro al km.
Considerando questo contesto di costi, su un progetto di 50 km (30 miglia), le spese aggiuntive potrebbero essere percepite come trascurabili, soprattutto considerando la tendenza crescente tra i politici e i regolatori a “dimensionare correttamente” le linee di trasmissione in previsione della crescita futura.
Inoltre, supponendo di risparmiare circa 1,046 milioni di euro sulla capacità di generazione e/o sulla riduzione di CO2 a beneficio di altri soggetti interessati, l’aumento dei costi legati all’adozione del conduttore ACCM potrebbe raggiungere il pareggio in meno di 24 mesi sulla base delle sole riduzioni delle perdite di linea di – € 1,046 milioni di euro all’anno, o in un periodo più lungo di 40 anni – € 41,84 milioni di euro.
Inoltre, se il terreno lo consente, esiste la possibilità di ridurre i costi strutturali iniziali e i tempi di costruzione sfruttando la capacità del conduttore ACCM di coprire distanze maggiori tra un numero inferiore di strutture e/o più corte rispetto ai conduttori rinforzati in acciaio.
Considerando questo esempio da una nuova prospettiva e considerando il costo totale del progetto per questa linea di 50 km (30 miglia) pari a 65 milioni di € (1,3 milioni di € per km), l’opzione ACSR, con una capacità massima di 1.039 A, risulterebbe in un costo di progetto di € 62.500 per ampere.
Al contrario, l’alternativa ACCM, con una capacità di 1.692 A e un costo della linea di 66,9 milioni di €, abbasserebbe significativamente il costo del progetto a 39.500 € per ampere.
In ogni caso, l’investimento aggiuntivo di 2,03 milioni di euro produrrebbe un ritorno rapido, se non immediato, con un risparmio annuo di circa 1,046 milioni di euro basato solo sulla riduzione delle perdite di linea – senza nemmeno prendere in considerazione potenziali entrate aggiuntive, da una maggiore erogazione di potenza durante la vita della linea.
