Blog về Hệ thống cáp dưới biển rất quan trọng cho an ninh năng lượng ngoài khơi

Điều gì bảo vệ "những động mạch" năng lượng quan trọng nằm dưới đáy đại dương khỏi bị xói mòn và đảm bảo hoạt động ổn định của các trang trại gió ngoài khơi?Câu trả lời nằm trong một công nghệ ít được biết đến nhưng rất quan trọng: Hệ thống bảo vệ cáp (CPS)Hoạt động như một khiên bọc cho các dây cáp dưới biển, nó bảo vệ chống lại nhiều mối đe dọa từ môi trường biển phức tạp.

Các cáp dưới biển phục vụ như là các kết nối quan trọng giữa các thiết bị năng lượng ngoài khơi như trang trại gió và lưới điện trên đất liền.Môi trường dưới nước có nhiều mối nguy hiểm bao gồm các dòng chảy mạnh, xói mòn sinh vật biển, neo tàu và hoạt động địa chất. thiệt hại cáp có thể dao động từ giảm hiệu quả truyền tải đến hoàn toàn đóng cửa trang trại gió,dẫn đến tổn thất kinh tế đáng kể và gián đoạn cung cấp năng lượng.

Hệ thống bảo vệ cáp được phát triển đặc biệt để giải quyết những lỗ hổng này. Những giải pháp toàn diện này tạo ra các rào cản vật lý xung quanh cáp để kéo dài tuổi thọ của chúng,giảm chi phí bảo trì, và tăng cường độ tin cậy của cơ sở hạ tầng năng lượng ngoài khơi.

CPS cung cấp bảo vệ có mục tiêu trong ba lĩnh vực chính:

• Bảo vệ khu vực động:Khi cáp chuyển từ đáy biển sang các cấu trúc ngoài khơi (như monopiles hoặc ống J), CPS cung cấp hỗ trợ bổ sung để giảm thiểu căng thẳng uốn cong và ngăn ngừa tổn thương do mệt mỏi.
• Bảo vệ vùng tĩnh:Đối với các dây cáp nằm trên đáy biển, CPS ngăn ngừa thiệt hại từ bề mặt thô, mài mòn đá hoặc tăng trưởng sinh học trong khi tăng trọng lượng để ổn định chống lại dòng chảy.
• Bảo vệ bệnh đậu:Gần các cấu trúc ngoài khơi nơi xói mòn đáy biển có thể khiến dây cáp bị treo, CPS làm giảm tác dụng lau để duy trì hỗ trợ dây cáp thích hợp.

Thực hiện CPS mang lại nhiều lợi ích. Nó giảm chi phí cáp tổng thể bằng cách giảm thiểu yêu cầu giáp quá mức, kéo dài tuổi thọ của cáp để giảm chi phí bảo trì dài hạn,và cải thiện đáng kể độ tin cậy của hệ thống bằng cách ngăn chặn các sự cố liên quan đến cáp.

Các thiết kế ống J truyền thống tốn kém và đòi hỏi phải làm việc dưới nước có rủi ro sau khi xếp chồng.loại bỏ các hoạt động dưới nước bổ sungSự đổi mới này đã trở thành một tiêu chuẩn công nghiệp cho các dự án độc quyền.

Được khái niệm lần đầu tiên vào năm 1929 với tên gọi "cáp giáp vỏ", CPS nửa ống khớp nối vẫn được sử dụng rộng rãi cho các phương pháp tiếp cận bờ biển và các khu vực dễ bị tổn thương.Phiên bản hiện đại có kết nối khớp hình cầu được cải thiện và xây dựng bằng sắt dẻo bền, phục vụ hai mục đích như cả bảo vệ và hạn chế uốn cong.

Một nguy cơ quan trọng nhưng thường bị bỏ qua liên quan đến quá nóng cáp trong vỏ CPS.

Các sự cố dây cáp dưới biển chiếm khoảng 77% tổng chi phí mất mát trang trại gió toàn cầu, một tỷ lệ vẫn ổn định trong khoảng 70-80% kể từ năm 2007.

Hiệu suất của CPS phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện đáy biển. Các hệ thống nổi có thể yêu cầu các biện pháp ổn định như thảm bê tông hoặc túi đá. Gần monopiles, lau quá mức có thể khiến CPS bị đình chỉ,yêu cầu thiết kế có thể hỗ trợ cả trọng lượng của họ và cáp kèm theo.

Ngành công nghiệp ngày càng ủng hộ các thiết bị CPS không lặn để giảm chi phí và loại bỏ các rủi ro an toàn trong môi trường nguy hiểm.

Các nhà phát triển phải lập kế hoạch cẩn thận cho các lỗi CPS tiềm ẩn, bao gồm các phương pháp lấy cáp.trong khi thay thế CPS trong thời gian hoạt động của một trang trại gió thường yêu cầu sửa chữa cáp tốn kém.

Các hệ thống hạn chế uốn cong sáng tạo khác nhau tiếp tục xuất hiện, bao gồm các hệ thống cột sống dựa trên polyme cung cấp các lựa chọn thay thế nhẹ hơn cho các thiết kế kim loại.Hiệu suất lâu dài của chúng đòi hỏi phải đánh giá cẩn thận vì tính chất của vật liệu polymer.

Mặc dù không có tiêu chuẩn CPS cụ thể, DNVGL-RP-0360 cho cáp điện tàu ngầm nước nông bao gồm các hướng dẫn liên quan đến bảo vệ giao diện cấu trúc.