บล็อก เกี่ยวกับ ระบบสายเคเบิลใต้น้ำมีความสำคัญต่อความมั่นคงด้านพลังงานนอกชายฝั่ง

อะไรช่วยปกป้อง "หลอดเลือดแดง" พลังสำคัญที่ฝังอยู่ใต้มหาสมุทรจากการกัดเซาะ และช่วยให้ฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งดำเนินงานได้อย่างมั่นคง คำตอบอยู่ที่เทคโนโลยีที่ไม่ค่อยมีใครรู้จักแต่มีความสำคัญ นั่นคือระบบป้องกันสายเคเบิล (CPS) ทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันสำหรับสายเคเบิลใต้ทะเล โดยจะป้องกันภัยคุกคามมากมายจากสภาพแวดล้อมทางทะเลที่ซับซ้อน

สายเคเบิลใต้ทะเลทำหน้าที่เป็นจุดเชื่อมต่อที่สำคัญระหว่างการติดตั้งพลังงานนอกชายฝั่ง เช่น ฟาร์มกังหันลมและโครงข่ายไฟฟ้าบนบก อย่างไรก็ตาม สภาพแวดล้อมใต้น้ำทำให้เกิดอันตรายหลายประการ รวมถึงกระแสน้ำที่รุนแรง การกัดเซาะของสิ่งมีชีวิตใต้ทะเล การทอดสมอเรือ และกิจกรรมทางธรณีวิทยา ความเสียหายของสายเคเบิลอาจมีตั้งแต่ประสิทธิภาพการส่งผ่านที่ลดลงไปจนถึงการปิดฟาร์มกังหันลมจนเสร็จสมบูรณ์ ส่งผลให้เกิดการสูญเสียทางเศรษฐกิจอย่างมีนัยสำคัญและการหยุดชะงักในการจัดหาพลังงาน

ระบบป้องกันสายเคเบิลได้รับการพัฒนาโดยเฉพาะเพื่อแก้ไขช่องโหว่เหล่านี้ โซลูชันที่ครอบคลุมเหล่านี้สร้างอุปสรรคทางกายภาพรอบๆ สายเคเบิลเพื่อยืดอายุการใช้งาน ลดต้นทุนการบำรุงรักษา และเพิ่มความน่าเชื่อถือของโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานนอกชายฝั่ง

CPS ให้ความคุ้มครองแบบกำหนดเป้าหมายใน 3 ด้านหลัก:

• การป้องกันโซนแบบไดนามิก:ในกรณีที่สายเคเบิลเปลี่ยนจากพื้นใต้ทะเลไปเป็นโครงสร้างนอกชายฝั่ง (เช่น เสาโมโนไพล์หรือท่อ J) CPS จะให้การสนับสนุนเพิ่มเติมเพื่อลดความเครียดจากการโค้งงอ และป้องกันความเสียหายจากความเมื่อยล้า
• การป้องกันโซนคงที่:สำหรับสายเคเบิลที่วางอยู่ก้นทะเล CPS จะป้องกันความเสียหายจากพื้นผิวขรุขระ การสึกกร่อนของหิน หรือการเติบโตทางชีวภาพ ในขณะเดียวกันก็เพิ่มน้ำหนักเพื่อความเสถียรต่อกระแสน้ำ
• การป้องกันการกัดเซาะ:ใกล้กับโครงสร้างนอกชายฝั่งซึ่งการกัดเซาะของก้นทะเลอาจทำให้สายเคเบิลถูกระงับ CPS จะช่วยลดผลกระทบจากการกำจัดสิ่งสกปรกเพื่อรักษาสายเคเบิลไว้รองรับอย่างเหมาะสม

การนำ CPS ไปใช้มีประโยชน์หลายประการ ช่วยลดต้นทุนสายเคเบิลโดยรวมโดยลดข้อกำหนดการหุ้มเกราะที่มากเกินไป ยืดอายุการใช้งานของสายเคเบิลเพื่อลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาระยะยาว และปรับปรุงความน่าเชื่อถือของระบบได้อย่างมากโดยป้องกันการหยุดทำงานที่เกี่ยวข้องกับสายเคเบิล

การติดตั้ง J-tube แบบเดิมมีค่าใช้จ่ายสูงและจำเป็นต้องทำงานใต้น้ำหลังการตอกเสาเข็มที่มีความเสี่ยง การออกแบบ CPS แบบ "ล็อคอิน" สมัยใหม่สามารถเจาะผนังโมโนโพลผ่านช่องเปิดที่ออกแบบเป็นพิเศษ ช่วยลดการทำงานใต้น้ำเพิ่มเติม นวัตกรรมนี้ได้กลายเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับโครงการโมโนไพล์

แนวความคิดครั้งแรกในปี 1929 เป็น "ปลอกหุ้มสายเคเบิล" CPS แบบครึ่งท่อแบบประกบยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับแนวทางชายฝั่งและพื้นที่เสี่ยง รุ่นสมัยใหม่มีการเชื่อมต่อข้อต่อทรงกลมที่ได้รับการปรับปรุงและโครงสร้างเหล็กดัดที่ทนทาน ใช้งานได้สองวัตถุประสงค์ทั้งเป็นทั้งการป้องกันและการจำกัดการโค้งงอ

อันตรายร้ายแรงแต่มักถูกมองข้ามคือสายเคเบิลมีความร้อนสูงเกินไปภายในกรอบหุ้ม CPS การกระจายความร้อนที่ไม่เพียงพอสามารถเร่งความล้าของฉนวน ทำให้จำเป็นต้องเปลี่ยนสายเคเบิลก่อนกำหนด

เหตุการณ์เคเบิลใต้ทะเลคิดเป็นประมาณ 77% ของต้นทุนการสูญเสียฟาร์มกังหันลมทั่วโลกทั้งหมด ซึ่งเป็นเปอร์เซ็นต์ที่คงที่ระหว่าง 70-80% ตั้งแต่ปี 2550

ประสิทธิภาพของ CPS ขึ้นอยู่กับสภาพก้นทะเลอย่างมาก ระบบลอยตัวอาจต้องมีมาตรการรักษาเสถียรภาพ เช่น เสื่อคอนกรีตหรือถุงหิน เมื่ออยู่ใกล้โมโนไพล์ การทำความสะอาดมากเกินไปอาจทำให้ CPS หยุดชะงักได้ โดยต้องมีการออกแบบที่สามารถรองรับทั้งน้ำหนักและสายเคเบิลที่ปิดอยู่

อุตสาหกรรมนี้สนับสนุนการติดตั้ง CPS แบบไร้ความหลากหลายมากขึ้นเรื่อยๆ เพื่อลดต้นทุนและลดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยในสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตราย

นักพัฒนาซอฟต์แวร์ต้องวางแผนอย่างรอบคอบสำหรับความล้มเหลวของ CPS ที่อาจเกิดขึ้น รวมถึงวิธีการดึงสายเคเบิล การออกแบบบางอย่างยังคงต้องมีการแทรกแซงของนักดำน้ำในการถอดออก ในขณะที่การเปลี่ยน CPS ในช่วงอายุการใช้งานของฟาร์มกังหันลมมักจะจำเป็นต้องซ่อมแซมสายเคเบิลที่มีราคาแพง

ระบบจำกัดการโค้งงอที่เป็นนวัตกรรมใหม่ๆ ยังคงเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง รวมถึงระบบกระดูกสันหลังที่ใช้โพลีเมอร์ซึ่งเป็นทางเลือกที่เบากว่าการออกแบบโลหะ อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพในระยะยาวจำเป็นต้องมีการประเมินอย่างรอบคอบโดยพิจารณาจากคุณสมบัติของวัสดุโพลีเมอร์

แม้ว่าจะไม่มีมาตรฐานเฉพาะของ CPS แต่ DNVGL-RP-0360 สำหรับสายไฟใต้น้ำน้ำตื้นก็มีแนวทางที่เกี่ยวข้องสำหรับการป้องกันส่วนต่อประสานทางโครงสร้าง