Možnosti prispôsobenia elektrických prenosových a distribučných sústav a infraštruktúry

Pokiaľ ide o optimalizáciu softvéru, všetky možnosti v tejto triede zahŕňajú inštaláciu alebo úpravu infraštruktúr na zemi, v mestských, priemyselných, vidieckych a prírodných oblastiach. Interakcia zainteresovaných strán na miestnej úrovni (s vlastníkmi pôdy, miestnymi orgánmi a širokou verejnosťou) pozdĺž trás inštalovaných/modernizovaných sietí je preto kľúčová na zabezpečenie spoločenskej prijateľnosti a včasného a nákladovo efektívneho zavádzania infraštruktúr. V prípade podzemných káblov môže koordinácia s inými subjektmi kabeláže znížiť ekonomické náklady a minimalizovať nepríjemnosti pre miestne komunity obmedzením trvania výkopových činností na minimum.

Podzemná kabeláž závisí od dostupnosti správnej technológie a know-how, pokiaľ ide o inštaláciu, monitorovanie a riadenie. Spolupráca s inými subjektmi podzemnej kabeláže, ako sú telekomunikačné spoločnosti, pomáha minimalizovať rušenie obyvateľstva prostredníctvom výkopových činností a rozdelenie nákladov na výkopovú činnosť znižuje náklady, ktoré znáša každý subjekt. Hoci by podzemná kabeláž mohla byť vystavená novým klimatickým nebezpečenstvám, najmä v dôsledku záplav a pohybov pôdy súvisiacich so zosuvmi pôdy, tieto riziká zostávajú zatiaľ hypotetické. Výkopy v dôsledku inej stavebnej alebo údržbovej činnosti predstavujú hlavné riziko poškodenia inštalovaných podzemných káblov. Toto riziko možno znížiť použitím digitalizácie a technológie GIS na podzemné káble s cieľom informovať rýpadlá o umiestnení podzemných káblov.

Hlavným rozdielom medzi podzemnými a nadzemnými káblami je spôsob, akým je zabezpečená elektrická izolácia. Nadzemné káble sú izolované vzduchom, ktorý ich obklopuje, najlacnejším a najjednoduchším dostupným izolačným riešením. Podzemné káble musia byť izolované, aby sa zabránilo stratám energie a rizikám zásahu elektrickým prúdom priamym kontaktom s pôdou. Elektrický odpor generovaný izoláciou vytvára teplo, a tým aj prenosové straty. To si vyžaduje väčšie a/alebo viacnásobné káble na kompenzáciu strát a chladiaci systém (nútené vetranie, voda alebo plyny) na odvádzanie tepla. Podzemné káble musia byť zakopané v zákopoch, musia byť chránené pred náhodným poškodením a v prípade potreby údržby musia byť ľahko prístupné. Celkovo to vedie k väčšiemu využívaniu pôdy podzemnými káblami v porovnaní s nadzemnými káblami počas inštalácie, hoci po zakopaní je využívanie pôdy a vizuálne vplyvy, ktoré vytvárajú, výrazne nižšie.

Údržba podzemných káblov je oveľa zložitejšia a nákladnejšia ako údržba nadzemných káblov: „ak sa vyskytne porucha na 400 kV podzemnom kábli, je v priemere mimo prevádzky 25-krát dlhšie ako 400 kV nadzemných vedení. Je to spôsobené najmä dlhým časom potrebným na lokalizáciu, vykopanie a vykonanie technicky potrebných opráv. Tieto náklady na údržbu a opravy sú tiež výrazne vyššie“ (NationalGrid, 2015).

Napokon existujú technické obmedzenia využívania pôdy v blízkosti káblov špecifických pre podzemné vedenia. Okrem potreby vyhradiť niektoré pozemky na zabezpečenie prístupu k tratiam na účely údržby existujú aj obmedzenia týkajúce sa výsadby stromov a živých plotov nad káblami alebo do 3 m od výkopu káblov, aby sa zabránilo prenikaniu vegetácie. Korene stromov môžu preniknúť do zásypu kábla, čo môže mať vplyv na hodnotenie kábla alebo dokonca viesť k fyzickému poškodeniu kábla. Podobne v prípade nadzemného vedenia je rast stromov odrádzaný a kontrolovaný pod vodičmi nadzemného vedenia alebo vo vzdialenostiach, kde by stromy mohli spadnúť na vedenia. Z bezpečnostných dôvodov budú existovať aj výškové obmedzenia pre stroje alebo obzvlášť vysoké vozidlá, ako sú poľnohospodárske zariadenia, v blízkosti nadzemného vedenia. V mestských oblastiach povrch pôdy používaný na zakopané káble ďaleko presahuje povrch potrebný pre ekvivalentne ohodnotené vrchné trolejové vedenie. Káble boli historicky vedené pod cestami, aby sa zabránilo odčítaniu pôdy od alternatívneho využitia; narušenie dopravy počas vyšetrovania porúch a opráv však môže byť závažné. Ak sú káble inštalované priamym zakopávaním vo vidieckych oblastiach, existujú obmedzenia týkajúce sa používania hlbokej kultivácie poľnohospodárskeho vybavenia, aby sa zabránilo riziku poškodenia. Zakopávanie vysokonapäťových káblov je tiež zložitejšie ako kladenie plynových a vodovodných potrubí. Okrem toho sa každých 500 – 1 000 m musia vybudovať podzemné spoločné zátoky, ktoré sú betónovo lemované a širšie ako samotné zákopy.

Na zabezpečenie odolnosti nadzemných káblov proti zmene klímy je na plánovanie potrebných zásahov nevyhnutná podrobná znalosť budúcich miestnych klimatických podmienok s vysokým rozlíšením. Jasná výhoda získania najpresnejších scenárov pre nadzemné káble súvisí s pochopením, do akej miery môžu byť naďalej platnou možnosťou. Ak sa predpokladá, že extrémne udalosti významne ovplyvnia oblasti, v ktorých sú inštalované alebo plánované nadzemné káblové siete, môže sa prípadne zvážiť prechod na podzemnú kabeláž. Aj za menej extrémnych okolností môže identifikácia trás, ktoré budú v budúcnosti najmenej vystavené uvedeným hrozbám pre nadzemnú kabeláž, pomôcť pri plánovaní budúceho rozvoja siete.

Okrem priamych budúcich vplyvov na klímu v prípade podzemných aj nadzemných sietí je dôležité získať prehľad o budúcich trhových podmienkach, v ktorých budú prevádzkovatelia prenosových sústav (PPS) a prevádzkovatelia distribučných sústav (PDS) pôsobiť.

Prevádzka podzemných káblov je vo všeobecnosti približne rovnaká ako prevádzka nadzemných káblov (National Grid, 2015). Kapitálové náklady spojené s výstavbou podzemných vedení sú však oveľa vyššie ako náklady na nadzemné káble. Alonso a Greenwell (2013) uvádzajú 4 až 14-krát vyššie stavebné náklady na podzemné káble na základe štúdie Komisie pre verejnú službu vo Wisconsine z roku 2011. Skutočné náklady však závisia od geologických a geografických charakteristík trasy káblov, spôsobu inštalácie (inštalácia tunela stojí viac ako priame zakopanie), prenosovej kapacity vedenia a zvolených možností izolácie a chladenia podzemných káblov.

Zvyšovanie výšky stĺpa je relatívne lacné: v prípadovej štúdii týkajúcej sa nadzemných vedení v Spojenom kráľovstve sa uvádza, že náklady na obstaranie drevených nadzemných stĺpov vyšších o 0,5 metra závisia od výšky pôvodného stĺpa, ale môžu byť len okolo 10 GBP (11 EUR) za stĺp.

V prípade nadzemných káblov sa maximálna výška stĺpov a minimálna vzdialenosť od zeme regulujú osobitnými vnútroštátnymi normami v každej krajine EÚ.

Budovanie nadzemných alebo podzemných elektrických vedení podlieha vnútroštátnym povoľovacím predpisom, rovnako ako akákoľvek iná významná infraštruktúra. V procese udeľovania povolení je potrebné zohľadniť niekoľko konkrétnych environmentálnych nedostatkov. Vo vidieckych oblastiach sa musí posúdiť narušenie flóry a fauny, využívanie pôdy a archeologické lokality. V tejto súvislosti sú nadzemné vedenia zvyčajne menej rušivé ako podzemné káble a spôsobujú menej porúch. V osobitných prípadoch však môžu mať podzemné káble významný pozitívny vplyv na niektoré ohrozené druhy; napríklad môžu znížiť úmrtnosť v dôsledku kolízií elektrického vedenia v populáciách sťahovavých alebo domácich vtákov (Bernardino a kol., 2018). V mestskom aj vidieckom prostredí je narušenie pôdy väčšie pri kladení podzemných káblov ako pri stavbe veží nadzemného vedenia. Objem pôdy vykopanej v prípade podzemného kábla, kde sú nainštalované dva káble na fázu, je približne 14-krát väčší ako v prípade ekvivalentnej trasy nadzemného vedenia. Vegetácia sa musí odstraňovať pozdĺž a po stranách zákopov, aby sa vozidlám umožnila výstavba a súvisiaci prístup.

Čas realizácie sa líši v závislosti od miestnych geografických a geologických podmienok a použitej metódy inštalácie. V porovnaní s nadzemnými káblami je však podstatne dlhší pre podzemné káble.

Káble, či už režijné alebo podzemné, sú zvyčajne navrhnuté tak, aby boli v prevádzke 60 rokov. V prípadovej štúdii Spojeného kráľovstva sa uvádza, že očakávaná životnosť drevených stĺpov, ktoré podporujú nadzemné vedenie, je porovnateľná: 40-60 rokov.