B.1.2 エクスポートケーブル

静的エクスポートケーブル 画像提供: JDR 無断複写・複製・転載を禁じます

基本情報

ダイナミックエクスポートケーブルはまだ実績がないため、初期の浮体式プロジェクトではスタティックエクスポートケーブルを備えた着床式洋上変電所が使用されることが予想されており、これが本レポートで説明されているシナリオです。

浮体式洋上変電所を使用する浮体式洋上風力発電所には、エクスポートケーブルが水中に浮遊する区間が必要になります。これは海底のエクスポートケーブルに接続され、ここからケーブルの大部分が海岸まで続きます。

陸揚げ時に、海底エクスポートケーブルは揚陸点で陸上エクスポートケーブルに接続されます (詳細は I.3 参照)。陸上エクスポートケーブルは、揚陸点から陸上変電所まで敷設されます。陸上エクスポートケーブルは単芯ケーブルとして製造・敷設されます。つまり、3 本の陸上個別ケーブルが 1 本の海底 3 芯ケーブルに接続されます。

現在、高電圧交流 (HVAC) エクスポートケーブルの定格は通常 220 kV で、3 芯海底ケーブル 1 本あたり約 300 MW の送電が可能です。将来の風力発電所では、最大 275 kV の高電圧が使用される可能性があります。選択される電圧は、ケーブルのコスト、必要な回路の数、および必要な洋上変電所の数とのバランスを考慮します。風力発電所では通常、冗長性を確保するために、複数のエクスポートケーブル回路を備えています。

中電圧交流 (MVAC) ケーブルは、沿岸近くの小規模風力発電所向けの送電用に使用される場合があります。したがって、将来的に商業規模のプロジェクトで使用される可能性は低いものの、MV 送電は実証プロジェクトとしては望ましくあります。

高電圧直流 (HVDC) 接続は、通常、設置容量が 1 GW を超える大規模なプロジェクトや、海岸から 80 ～ 100 km 以上離れた場所にあるプロジェクトでの接続に使用されます。例えば、ドイツ海域ではすでに 10 基の HVDC 変電所が稼働しています。大規模な浮体式プロジェクトや、海岸から遠く離れた場所に位置する浮体式プロジェクトでも、HVDC 接続が使用されることが予想されます。

HVDC は、長距離 HVAC ケーブルで発生する高レベルの無効電力によって生じる損失を大幅に削減し、正味年間発電量 (AEP) を増加させます。DC システムには無効電力の流れがなく、電流は正弦波のように変動するのではなく一定レベルで流れるため、ケーブル システムの全容量を有効電力の伝送に使用できます。

HVDC コンバーターステーションは高価であり、変電所間のケーブル経路が 80 ～ 100 km になるまで、HVDC ケーブルの使用による節約は見られません。100 km を超える場合でも、プロジェクト固有の考慮事項により、HVAC と HVDC のどちらを選択するかという最終的な決定が複雑になる可能性があります。新技術により HVDC コストは着実に低下しています。

海底 HVACエクスポートケーブルは 3 芯設計ですが、一般的な海底 HVDC システムは、正と負の 2 本の単芯ケーブルを備えた双極設計です。同一容量の場合、HVDC ケーブルは軽量で、設置の容易さとコスト面で有利です。これは、交流のように平均値が低下せず、電圧が一定の最大値を維持し、ケーブル容量の一部が無効電力伝送に占有されないためです。したがって、HVDC 洋上風力発電所の全体的なエクスポートケーブルコストは、通常、HVAC 風力発電所の場合よりも低くなります。

英国における最初の商用規模の HVDC プロジェクト (着床式のDogger Bankプロジェクトなど) では、320 kV エクスポートケーブルが使用されています。単芯 320 kV ケーブル 1 組あたり最大 1,200 MW を送電できます。将来的には、さらに大規模なプロジェクトでは電圧が 525 kV まで上昇する可能性があります。

静的 220 kV 3 芯銅 AC エクスポートケーブルの重量は約 110 kg/m です。

2 本の静的 320 kV 単芯銅 DC エクスポートケーブルの重量は約 80 kg/m です。

HV ダイナミックエクスポートケーブルはまだ実用化されていませんが、業界で研究されています。

一部のケーブルメーカーはケーブル敷設用の設備と船舶を保有しており (詳細は I.2 参照)、通常、輸出ケーブルの EPCI (設計・調達・建設・据付) 一括請負工事を主導しています

内容