Tầm quan trọng của cáp điện ngầm tăng dần trong những thập kỷ gần đây. Sự ra đời của các trang trại điện gió ngoài khơi đòi hỏi phải xây dựng nhiều hơn các tuyến cáp điện ngầm để đưa điện vào bờ. Bên cạnh đó, cáp điện ngầm xuyên biển còn đóng vai trò liên kết các khu vực có năng lực lớn về sản xuất điện với các khu vực có nhu cầu tiêu thụ điện cao.
Cáp điện ngầm có thể có đường kính bất kỳ, từ 70mm đến vượt quá 210mm và có hai loại: dòng điện xoay chiều (AC) và dòng điện một chiều (DC). Tiêu chí lựa chọn sử dụng loại cáp nào phụ thuộc vào điện áp, chiều dài tuyến, khả năng truyền tải, khả năng đồng bộ hóa lưới điện.
Thông thường, đối với tuyến cáp có chiều dài dưới 80km, truyền tải điện xoay chiều điện áp cao (High Voltage Alternative Current – HVAC) sẽ là hệ thống tiết kiệm hơn vì đây là công nghệ rẻ hơn, nhưng bị giới hạn bởi khoảng cách mà nó có thể lắp đặt. Đối với khoảng cách xa hơn phải được thực hiện bằng truyền tải điện một chiều điện áp cao (High Voltage Direct Current System – HVDC) vì ưu điểm giảm tổn thất điện năng, tiết kiệm năng lượng.
Cáp điện ngầm dưới biển đôi khi được lắp đặt trong môi trường khắc nghiệt bao gồm sóng cao, dòng chảy, áp lực nước hoặc chướng ngại vật dưới đáy biển. Do đó, việc lắp đặt cáp điện ngầm dưới biển đòi hỏi những công nghệ phức tạp hơn nhiều so với lắp đặt cáp ngầm trên đất liền.
Những kỷ lục ấn tượng của cáp điện ngầm xuyên biển
+ Cáp điện ngầm HVDC xuyên biển đầu tiên trên thế giới. Năm 1954, tuyến cáp điện HVDC dưới biển đầu tiên trên thế giới, Gotland 1, đi vào hoạt động. Tuyến cáp này dài 98 km từ đảo Gotland đến phần đất liền Västervick (Thụy Điển), có công suất 20 MW, điện áp 100kV. Năm 1970, Gotland 1 được thiết kế, nâng cấp để đạt công suất truyền tải 30 MW ở điện áp 150kV.
+ Cáp điện ngầm HVAC xuyên biển dài nhất. Tuyến cáp điện ngầm xuyên biển nối liền phần đất liền Peloponnese với đảo Crete ở Hy Lạp, được ghi nhận là hệ thống cáp ngầm dòng điện xoay chiều điện áp cao (HVAC) dài nhất trên thế giới. Crete là hòn đảo lớn nhất và đông dân nhất của Hy Lạp, đồng thời là địa điểm du lịch nổi tiếng. Tuyến cáp điện Peloponnese – Crete có điện áp 150kV, dài 174 km, trong đó 132 km nằm dưới đáy biển, phần cáp ngầm dưới nước ở độ sâu lên tới 1.000 mét. Tuyến cáp Peloponnese – Crete đi vào vận hành năm 2021.
+ Cáp điện ngầm xuyên biển có điện áp cao nhất. Western Link là tuyến cáp điện ngầm HVDC kết nối giữa trạm Hunterston, North Ayrshire ở phía tây Scotland và trạm Connah’s Quay, Flintshire ở phía bắc Xứ Wales. Công suất truyền tải là 2.250 MW, đi vào hoạt động vào năm 2019. Western Link có chiều dài 422 km, trong đó 385 km đặt dưới biển. Đây là tuyến cáp điện ngầm vượt biển đầu tiên trên thế giới hoạt động ở điện áp 600kV. Hoạt động ở điện áp cao hơn này giúp tăng khả năng truyền tải và tổn thất điện năng từ truyền tải điện trên cáp.
+ Cáp điện ngầm dưới biển sâu nhất. SAPEI là tuyến cáp điện ngầm HVDC, kết nối từ trạm biến áp ở Fiume Santo, vùng Sardinia với trạm biến áp ở Latina trên đất liền Ý. Cáp ngầm được lắp đặt ở độ sâu 1.600 mét dưới mực nước biển ở biển Tyrrhenian. Đây là tuyến cáp điện ngầm sâu nhất thế giới. Việc lắp đặt cáp bắt đầu vào năm 2008, bao gồm đường cáp ngầm dài 420 km và 15 km cáp đất liền. Năm 2009, các trạm biến áp ở Latina và Fiume Santo đi vào hoạt động. Tuyến cáp được khánh thành vào ngày 17/3/2011. Tuyến cáp có công suất truyền tải cao nhất 1.000 MW ở điện áp 500kV.
+ Cáp điện ngầm xuyên biển dài nhất trên thế giới. North Sea Link là tuyến cáp điện ngầm HVDC, công suất 1.400 MW, điện áp ± 515kV, kết nối lưới điện giữa Na Uy và Vương quốc Anh. Với chiều dài 720 km, trong đó 716 km dưới biển, đây là tuyến cáp điện ngầm dưới biển dài nhất thế giới thời điểm hiện tại. Tuyến cáp North Sea Link chạy từ Kvilldal ở đô thị Suldal thuộc Rogaland (Na Uy) đến Cambois ở đô thị East Bedlington thuộc Northumberland (Vương quốc Anh). North Sea Link bắt đầu hoạt động vào tháng 10/2021, công suất 700 MW, sau đó vận hành hết công suất 1.400 MW vào tháng 6/2023.
Tuy nhiên, cuối năm 2023, North Sea Link sẽ mất vị trí đứng đầu cáp điện ngầm xuyên biển dài nhất thế giới. Vị trí đó sẽ thuộc về tuyến cáp điện ngầm Viking Link đang được xây dựng. Phần lắp đặt cáp trên đất liền và dưới biển của Viking Link vừa hoàn thành trong tháng 7/2023. Viking Link chiều dài 765 km, trong đó có 650 km đặt dưới biển. Viking Link kết nối giữa trạm Bicker Fen ở Lincolnshire (Vương quốc Anh) và trạm Revsing ở phía nam Jutland (Đan Mạch), phần đặt cáp ngầm dưới biển đi qua vùng biển Đan Mạch, Đức, Hà Lan và Anh. Đây là tuyến cáp ngầm truyền tải dòng điện một chiều điện áp cao (HVDC), có khả năng truyền tải tới 1.400 MW ở điện áp ± 525kV. Khi hòa vào lưới điện, Viking Link cho phép chia sẻ năng lượng nhanh chóng và linh hoạt giữa Vương quốc Anh và Đan Mạch, đặc biệt là nguồn năng lượng tái tạo dồi dào của hai quốc gia này.
