Sviluppo ed implementazione di materiali isolanti innovativi per cavi di trasmissione di energia in alta tensione e corrente continua (HVDC): analisi e caratterizzazione delle proprietà elettriche dei vitrimeri

La trasmissione dell'energia elettrica viene operata essenzialmente tramite due metodologie, HVAC (High Voltage Alternate Current) e HVDC (High Voltage Direct Current). La trasmissione in corrente alternata è quella ad oggi maggiormente utilizzata, la predominanza della diffusione di questo metodo è dovuta a diversi fattori. Grazie al progresso tecnologico nel campo dell'elettronica di potenza però, si è aperta la possibilità di utilizzo della DC in alta tensione per la trasmissione dell'energia elettrica. Oltre al progresso tecnologico un ulteriore fattore che contribuisce all'adozione del sistema di trasmissione in HVDC è l'aumento di siti di produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili. Infatti spesso sono ubicati in posti remoti come ad esempio campi eolici off-shore; questo comporta la necessità di avere minor perdite possibili per tratto di linea, in modo da rendere la trasmissione efficiente ed economicamente vantaggiosa. Inoltre, i cavi HVDC sono la tecnologia più utilizzata per la realizzazione di cavi sottomarini, soprattutto nei tratti con lunghezza particolarmente elevata. Si registra un aumento dei progetti di ricerca e dello sviluppo di materiali per queste applicazioni al fine di migliorare affidabilità e resilienza dei sistemi di trasmissione e delle interconnessioni fra le reti HVAC e HVDC. In questo lavoro verrà prima illustrata una panoramica delle attuali tipologie utilizzate di cavi per applicazioni HVDC approfondendo in particolare i cavi con isolamento polimerico estruso; successivamente verranno presentati i vitrimeri, materiali innovativi dalle promettenti proprietà, di cui si vaglia la possibilità di applicazione nello strato isolante. I campioni di vitrimeri oggetto di questo elaborato, sono stati forniti dall'Università degli studi di Parma e grazie alle loro proprietà elettriche e soprattutto alla possibilità di essere riprocessati, si candidano ad essere un'alternativa all'XLPE oggi maggiormente utilizzato in questo ambito.