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Von der Antike bis zur Neuzeit: Wie hat sich die unterirdische Energieübertragungstechnik entwickelt?
Die Entwicklung unterirdischer Stromübertragungssysteme ist das Ergebnis des technologischen Fortschritts und der Nachfrage. Von den ersten einfachen Kabeln bis hin zu den heutigen komplexen Netzwerken hat der rasante Fortschritt dieser Technologie tiefgreifende Auswirkungen auf unser Leben. Im Vergleich zu herkömmlichen Freileitungen haben unterirdische Stromleitungen erhebliche Vorteile bei der Reduzierung des Risikos von Waldbränden und der Reduzierung von Stromausfällen bei Unwettern gezeigt. Da die Öffentlichkeit großen Wert auf Sicherheit und Umweltfreundlichkeit legt, erfreut sich die unterirdische Stromübertragung immer größerer Beliebtheit.
Historische Entwicklung
Die Geschichte der unterirdischen Stromübertragung lässt sich auf antike Bergbautechniken und Unterwassertelegrafenkabel zurückführen. Bereits 1812 wurden in Russland Kabel zur Sprengung von Bergbausprengstoffen eingesetzt und 1850 zur Übertragung von Telegrafensignalen über den Ärmelkanal. Mit der Entwicklung von Energiesystemen hat die Anwendung von Erdkabeln zugenommen. Thomas Edison verwendete in seinen frühen Stromverteilungssystemen unterirdische Gleichstrom-„Straßenrohre“, die zunächst mit Sackleinen und später mit Gummiisolierung isoliert waren.
Im Laufe der Zeit haben Fortschritte in den Isolierungs- und Herstellungstechniken zu einer weit verbreiteten Verwendung von Erdkabeln geführt.
Vergleich der Vor- und Nachteile von Erdkabeln
Im Vergleich zu Freileitungen können Erdkabel die Auswirkungen von Hochspannungsleitungen auf die Landschaft wirksam reduzieren, insbesondere in Städten oder Gebieten mit teurem Land und umweltsensiblen Gebieten. Laut einem Bericht der Wisconsin Public Service Commission aus dem Jahr 2024 kostet ein 69-Kilovolt-Freileitungskabel 284.000 US-Dollar pro Meile, während das entsprechende Erdkabel bis zu 1,5 Millionen US-Dollar kostet. Daher lassen Versorgungsunternehmen bei der Auswahl von Erdkabeln häufig Vorsicht walten.
Vorteile von Erdkabeln
Erdkabel haben gegenüber Freileitungen folgende wesentliche Vorteile:
- Nicht leicht von Unwettern wie Blitzen, Hurrikanen sowie Eis- und Schneestürmen betroffen.
- Reduzieren Sie die Brandgefahr.
- Reduzieren Sie die Auswirkungen elektromagnetischer Strahlung in der Umgebung.
- Kein Schaden für tieffliegende Flugzeuge oder Wildtiere.
Unterirdische Stromverteilungssysteme machen die Stadtplanung flexibler und erhöhen das Potenzial für die Begrünung begrenzter Räume.
Nachteile von Erdkabeln
Der Bau und die Wartung von Erdkabelsystemen ist jedoch nicht ohne Herausforderungen. Die Kosten für die Verlegung von Erdkabeln sind in der Regel um ein Vielfaches höher als für Freileitungen. Nicht nur ist der Materialaufwand hoch, auch die Konstruktion ist komplexer. Da die Fehlererkennung und -behebung bei Erdkabeln oft länger dauert, kann es zu längeren Ausfällen kommen. Darüber hinaus beeinträchtigen Bodenbauarbeiten auch den Verkehr und verursachen Unannehmlichkeiten.
Technische Methoden
Zu den Installationsmethoden für Erdkabel gehören:
- Horizontales Bohren: Das Bohren beginnt am Boden, um einen bogenförmigen Kanal zu bilden.
- Gräben ausheben und vergraben: Gräben ausheben, Kabel verlegen und abdecken.
- Leitungsbank: Verwendet parallele Leitungen mit Füllmaterial zum Schutz der Kabel.
Vorschriften und Richtlinien
Es gibt auch Unterschiede in der Verwaltung der unterirdischen Stromübertragung in verschiedenen Regionen. Beispielsweise gibt es in Europa klare Regelungen zur Kostendeckung von Erdkabeln, und die Kosten für die Erdverlegung amortisieren sich über entsprechende Nutzerpreise. In den Vereinigten Staaten erlaubt die kalifornische Public Utilities Commission die Umsetzung von Untergrundprojekten unter verschiedenen Umständen, wobei einige von den Benutzern geteilt werden.
Ob in der Entwurfs-, Bau- oder Betriebsphase – die Entwicklung unterirdischer Stromübertragungssysteme erfordert die Zusammenarbeit mehrerer Parteien und technologische Innovation.
Schlussfolgerung
Angesichts des zunehmenden globalen Bewusstseins für nachhaltige Entwicklung und Umwelt wird sich die unterirdische Energieübertragungstechnologie weiterentwickeln und innovativ sein, um den Anforderungen der zukünftigen Gesellschaft an Sicherheit und Ästhetik gerecht zu werden. Können wir in Zukunft sehen, dass mehr Städte ihre Energiesysteme unter die Erde verlegen, um das Erscheinungsbild der Stadt und das Lebensumfeld zu verbessern?
