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El proyecto internacional con participación española ha demostrado la viabilidad de los cables superconductores de alta temperatura y bajo nivel de pérdidas si se utilizan cintas superconductoras. Llamado SUPER3C, este proyecto de investigación aplicada comprende el desarrollo, fabricación y ensayo de un modelo funcional: un cable monofásico de 30 metros de longitud y 17 MVA (10 kV, 1 kA) de potencia, con sus terminaciones.
Durante las dos últimas décadas, el desarrollo de cables Superconductores de Alta Temperatura (HTS) ha permitido soñar con aplicaciones futuras a gran escala. Entre ellos, los cables eléctricos de potencia son el mejor ejemplo para aprovechar las altas densidades de corriente alcanzadas en los materiales superconductores.
La características básicas de estos cables de alta temperatura son, por un lado, la capacidad de transportar la electricidad a tensiones más bajas que los cables convencionales, lo cual disminuye drásticamente la potencia reactiva y las pérdidas, y, por otro lado, su baja impedancia, lo que permite la conexión directa entre subestaciones eléctricas, prescindiendo de los transformadores y simplificando la red de suministro.
De este modo, podrán transmitirse grandes cantidades de electricidad de forma más eficiente y con menos pérdidas. Los cables superconductores de alta temperatura son asimismo inertes para el medio ambiente. No generan ningún campo magnético externo, gracias a su apantallamiento superconductor, y su excelente aislamiento térmico elimina cualquier tipo de impacto de la temperatura sobre el entorno del cable. Así, los cables superconductores de alta temperatura necesitan un espacio reducido y pueden instalarse en tubos o conductos ya existentes.
Los prototipos de cables superconductores de alta temperatura han sido fabricados en el mundo entero a base de multifilamentos de bismuto, como elementos conductores de corriente. En la actualidad, esta tecnología se encuentra en una fase precomercial. Sin embargo, se espera que en un futuro próximo estos cables sean sustituidos por cables superconductores de alta temperatura de segunda generación, es decir, por cintas superconductoras (Coated Conductor).
Se han hecho ya algunos y otros proyectos se están desarrollando en este momento en el mundo. Entre ellos, el proyecto SUPER3C, financiado por la Unión Europea, permitió a trece compañías europeas desarrollar un cable de media tensión que utiliza el último y más prometedor tipo de superconductores: las cintas superconductoras.
El objetivo de SUPER3C es demostrar la viabilidad de los cables superconductores de alta temperatura y bajo nivel de pérdidas empleando cintas superconductoras. Comprende el desarrollo, fabricación y ensayo de un modelo funcional consistente en un cable monofásico de 30 metros de longitud y 17 MVA (10 kV, 1 kA) de potencia, con sus terminaciones.
El proyecto -realizado entre junio de 2004 y diciembre de 2008— implicó a 13 empresas privadas de seis países. La Universidad Tecnológica de Tampere (Finlandia) lideró las tareas del modelado de cables con el apoyo del Instituto de Bratislava de Ingeniería Eléctrica de la Academia Eslovaca de Ciencias, el cual era responsable de fabricar los modelos de cables reducidos, y del Centro para el Desarrollo de Materiales Aplicados de Gotinga (ZFW GmbH, Alemania) para la arquitectura y caracterización de las cintas superconductoras. Bruker HTS (Alemania) lideró el desarrollo y la fabricación de las cintas superconductoras con el apoyo de Nexans SuperConductors (Alemania) y el Instituto de Ciencias de los Materiales de Barcelona (ICMAB, España).
El proyecto dio como resultado un cable monofásico de 30 metros de longitud que fue sometido a un completo programa de pruebas, incluyendo ensayos dieléctricos para clase de 24 kV y pruebas de cortocircuito de hasta 40 kA durante un segundo. Gracias al diseño mejorado de su arquitectura interna, se pudo alcanzar el objetivo de diseñar un cable de 17 MVA de potencia con un número menor de cintas superconductoras, incrementando sus propiedades dieléctricas.
A través del estudio de diversos casos, el proyecto trató también el análisis de la integración de los cables superconductores de alta temperatura en la red eléctrica, así como su impacto social y económico. El estudio permitió identificar los escenarios más prometedores para integrar los cables superconductores de alta temperatura en los sistemas eléctricos de potencia.
Teniendo en cuenta el extraordinario desafío tecnológico que supone para el desarrollo de futuras aplicaciones de los superconductores en la red eléctrica, el proyecto ha alcanzado la mayor parte de sus objetivos.
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Más información:
www.basqueresearch.com
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