Uzak petrol sahaları genellikle sert sualtı ortamlarda güvenilir güç sağlama meydan okumasıyla karşı karşıyadır. Yüzey jeneratörleri veya piller gibi geleneksel güç kaynakları verimlilik ve uzun vadede sınırlı olabilir, özellikle de alanlardan daha derin suya, kıyıdan uzak, veya genişletilmiş bağlar gerektirir. alt denizlerdeki son yenilikler, petrol ve gaz endüstrisine olan bağımlılığı azaltırken, bu uzak enerji üretimine ve sürdürülebilirliğe geçişler.

Modern Offshore Operasyonlarında Subsea Güçe İhtiyacı

Deniz alanları olgun ve operatörleri daha derin, daha uzak basinlere itiyor, alt deniz gücü için talep keskin bir şekilde büyüdü. Subsea işleme ekipmanları - çok fazlı pompalar, ayrılık sistemleri ve kompresörler - üretimleri artırmak için önemli elektrik gücü, daha uzun mesafe gelişmeleri sağlamak.

Paralel olarak, endüstri tüm elektrikli alt deniz sistemlerine doğru ilerliyor, bu da hidrolik kontrol sıvılarını ortadan kaldırır ve üst sıra ağırlığı azaltır. Bu sistemlere uzak bir platformdan veya onshore tesisinden güçlenerek 100&8211;150 km. Subsea güç nesli alternatif sunuyor: deniz yatağını doğrudan kullanarak, okyanusun, rezervuardan doğal gaz kullanarak, ya da hidrojenden doğal gaz harcar.

Subsea Power Generation'da Anahtar Yenilikler

Birkaç teknoloji şimdi alt deniz enerji neslinin ön saflarında, her biri farklı işletim koşulları için farklı avantajları ile. En umut verici su türbinleri, yakıt hücreleri, hibrit sistemler ve alt deniz gaz türbinleri ve enerji depolama gibi gelişen kavramlar.

Su Türbinleri

Sualtı türbinleri, okyanus akımlarının kinetik enerjisini kullanıyor ve elektrik üretmek için akıyor. Yüksek basınçlı, koratif ortamlar için tasarlanmış, bu tür türler genellikle yerçekimi bazlı temellere veya demire dayalı enerjilerin deniz pompasına ve kontrol sistemlerine güvenilir bir şekilde destek veriyor.Bu tür virüsler için, Sabella D10 Türbinde (200 kW'ta) gibi modüler sistemler, denizlerin doğru şekilde destekleyebilmelerini kanıtlıyor.

Prodüksiyon akımları siteye özgü olmasına rağmen, birçok derin su bası (örneğin, deniz Brezilya, Batı Afrika ve Kuzey Denizi) anlamlı güç üretmek için yeterince güçlü bir akışlar yaşıyor. ana teknik zorluklar, aşırı baskı altında rotasyonel mühürler ve ileri kaplamalarda devam eden araştırmalarda, biyofouling önleme ve doğrudan sürücü jeneratörleri (aksiyon dişlileri) hızla gelişmekte olan bazı tasarımları ile 25 yıllık alt deniz hizmet hayatını hedef alan bazı tasarımları.

Subsea Yakıt Hücreleri

Yakıt hücreleri, elektrik üretmek için kimyasal reaksiyonları kullanarak sessiz, sıfır-kombustion yöntemi sunar. Alt deniz uygulamaları için, proton değişim membranı (PEM) ve sağlam oksit yakıt hücreleri (SOFC) en ince olarak incelenir. PEM yakıt hücreleri düşük sıcaklık (60–80°C) saf hidrojen ve hava (veya oksijen) ile sadece su ve ısıyı ürünlerle kullanır.

SOFCs daha yüksek sıcaklıklarda (600–1000°C) çalışır ve doğrudan doğal gazda çalışabilir, preurized test tankları için büyük bir avantajdır, çünkü hidrojen taşıma ve depolamadan kaçınılır.

Subsea Gas Türbinleri

Daha az kamulaşmış olsa da, alt deniz türbinleri yüksek güç uygulamaları için geliştiriliyor (megawatt ölçeği). Bu tür tür sistemler, yüksek çözünürlükte veya endüstriyel gaz türbinlerinden elde edilen, hava alımının bir ısı deposuyla değiştirilmesi veya su tasarrufu sağlayan, yüksek enerji tasarrufu sağlayan, yüksek enerjili yüksek enerjili yüksek enerjili yüksek enerjili yüksek çözünürlükte elektrik akımına ihtiyaç duyan veya yüksek çözünürlükte bir gaz türbinin kullanılmasına rağmen.

Hibrit Sistemler ve Enerji Depolama

Tek bir güç kaynağı tüm senaryolar için en uygun değildir. Hybrid sistemleri, iki veya daha fazla nesil teknolojileri enerji depolama ile intermittent tedarik ve değişken talep dengelemek için birleştirir. Örneğin, sualtı türbini temel güç sağlar, yakıt hücresi veya bataryaları üst düzey yükleri doldururken veya boşlukları doldururken, çok yakın zamanda, sodyum iyon veya sağlam devlet bataryaları) baskıya maruz kalabilir.

Enerji yönetim sistemleri (EMS) bu kaynakları koordine eder, yenilenebilir enerji ve yakıt tüketiminin kullanımını maksimize eder. Bu sistemler özellikle sürekli olarak katılan uzak uydu kuyuları için caziptir; hibrit bitki, akustik veya indüktif modemler aracılığıyla durum verilerini yönetebilir.

Uzak Petrol Sahaları için Avantajları

Modern alt deniz gücü sistemleri, proje ekonomisini ve çevresel performansını geliştirmek için beton avantajları sunar:

  • [FONT:0)Enhanced Reliability:) Enerjiyi yerel olarak en uzun başarısızlık noktasını ortadan kaldırır - umbildik kablo veya üst düzey jeneratörü. Subsea güç bitkileri yüksek kullanılabilirlik için tasarlanmıştır (en az% 98 >), birden fazla redite ve uzaktan tanı ile.
  • [FONT:0)Environmental Faydaları: Sualtı türbinleri, doğal gazın yakın-zero NOx ve SOx'u kullanarak sıfır emisyonlar üretebilir ve eğer hidrojen yenilenebilir elektrolitlerden kaynaklanırsa, karbon emisyonlarını sıfırdan sıfıra çıkarır. Subsea gaz türbinleri, genel karbon ayak izi sırasında dramatik olarak azaltır veya geri alır.
  • [FONT:0]Cost Verimliliği: [Dönetici: [Dönetici: 0,3] Alt deniz gücü üretimi için sermaye harcamaları genellikle uzun adım boyunca kablolar ve ilişkili dönüştürücüler ve geçiş maliyetleri azaltılır, çünkü devam eden yakıt taşımaları yoktur (örneğin, gaz üretimine göre yerel olarak kullanılmaktadır.
  • [FONT:0)Operasyonel Flexability:[Dönetici:[Dönetici:0) Subsea güç sistemleri, büyük üst düzey değişiklikler olmadan mevcut alt deniz ağaçları veya tabakaları geri alabilir. Ayrıca, daha önce ekonomik olmayan yeni rezervleri açmaktalar.
  • [FONT:0)Güvenli İyileştirmeler: [Dönetici: [Dönetici:0] Denize aktarılan nesil ekipman, platformlarda personel sayısını azaltır ve en üst düzey tehlikeli yakıt kullanımı için ihtiyaçtır. Subsea sistemleri uzaktan ameliyat edilen müdahale için tasarlanmıştır, ağır hava ve kaldırma operasyonlarına maruz kalma için tasarlanmıştır.

Vaka Çalışmaları ve Gerçek Dünya Deployments

Subsea güç nesli hala bir niş pazar olmasına rağmen, birkaç öncü proje operasyonel ortamlarda teknolojiyi doğruladı.

En eski büyük ölçekli gösterilerden biri, geliştirilmiş gaz kurtarma için yüksek güç altlı gaz türbini idi.[DÜT:2)Equinor & #8217; Asgard alan) için yüksek enerjili bir gaz türbini kullandı.

Daha yeni bir örnek, bağımsız sualtı araçları için güç sağlamak için kullanılan (AUVs) proje yüksek enerji ortamında intihar türbinlerinin olgunluğunu göstermektedir.

2021 yılında, 1 kW'da, yüksek miktardaki şarj sistemleri için kullanılan alt deniz yatakları (profeksiyon şirketi), Meksika Körfezi'ndeki baskı altındaki denizlerin basınç sahalarının çalışmalarını kanıtlayan bir ortamda 6 ay boyunca çalışan bir sistem, mevcut üretim döngülerine entegre etmek amacıyla tasarlanmış olan 10 kW'da, yakıt hücrelerinin entegre edilmesi ve kontrol modüllerinin geliştirilmesini garanti altına almak için tasarlanmıştır.

Subsea enerji depolama da pratik kullanım gördü.ETHFLT:0)Battery Energy Storage Systems (BESS)) tarafından dağıtılan bu aküler, bozulmamış üç yıldan fazla süredir işletilmiş durumda.

Özel projeler hakkında daha fazla okuma için, bkz.Ş.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.)

Meydanlar ve Teknik Hurdles

Hızlı ilerlemeye rağmen, alt deniz gücünün dağıtımı birkaç önemli zorlukla karşı karşıya kalır:

  • [FONT:0) Yüksek Basınç ve Korozyon: [Dönetici: [Dönetici:0] Ekipman, 300 bara kadar dış baskı ile, dış baskı ile, tüm malzemeler, mühürler ve elektrik penetrasyonları, deniz suyunun ingremesini engellemek için dikkatli bir şekilde tasarlanmıştır. Aktif baskı sistemleri (örneğin, petrol dolu muhafazalar) karmaşıklık eklemek gerekir.
  • [FONT:0] 25+ Yıl için Güvenilirlik: Subsea güç sistemleri, alanın yaşamı boyunca veya minimum müdahale için tasarlanmalıdır. Bu, kapsamlı test, bileşenlerin silinmesi ve sualtı türbinlerinde bulunan yataklar genellikle kuru-solunlar veya manyetik kullanım gerektirir.
  • [[Düzücük Boyut ve Transim: [Dönetici: 0,0) Güç elektroniği (örneğin, değişken frekans sürücüleri) dönüştürülmek ve düzenlemek için gereklidir; bu elektronikler düşük kayıplarla birlikte, özellikle yüksek gerilimli mevcut (H999) uygulamalar için bir mühendislik meydan okuması kalır.
  • [FONT:0]Maintenance ve Intervention:) Eğer bir alt deniz jeneratörü başarısız olursa, onarım gemisi için seferberlik maliyeti günde milyonlarca modüler dolar olabilir. Bu nedenle, ROV tabanlı güç birimlerinin değiştirilmesine izin veren tasarımları temel olarak tasarlanmıştır.
  • [FONT:0]Marine Büyüme ve Biyofouling: Underwater Türleri ve ısı değiştiricileri, verimliliği azaltır ve hareketli parçaları engelleyebilir. Antifouling kaplamaları ve periyodik temizlik işlemleri (örneğin, ROV fırçaları veya kimyasal dosing) yüksek sularda gereklidir.
  • [FONT:0)Environmental İzin Verme: Tidal Türbinler yerel Hidrodinamik ve deniz hayatını etkileyebilir. Yakıt hücreleri, özellikle doğal gaz kullananlar, yanma izni gerektirir (daha az yorucu olsa da).

Future Outlook

Subsea güç nesli yörüngesi, dijital ve özerk teknolojilerle daha büyük entegrasyona işaret ediyor. 2030 yılına kadar, birkaç trend muhtemelen manzarayı yeniden şekillendirecek.

Smart Grid ve Digital Twins

Operatörler, birden fazla güç kaynağına bağlanmak için alt deniz akıllı şebekeler geliştiriyorlar - nammetler, yakıt hücreleri, piller - gerçek zamanlı yük dengelemesi ile, güç sisteminin dijital ikizleri, operatörlerin hataları tahmin etmesine izin veriyor, yakıt tüketimi optimize ediyor ve yeni yükleri eklemenin etkisini simüle ediyor.Bu yaklaşım, zaten üst düzey fayda sistemlerinde kullanılıyor, FLT:0ABB ve 03:2).

Bir Servis Olarak Enerji Depolama

Pilleri yerine, operatörler bir hizmet olarak alt deniz enerji depolama birimleri kiralayabilirler, bakım ve yedekten sorumlu satıcı ile. Bu iş modeli, yüksek baskıya dayanabilecek depolama kimyasında (örneğin, akış pilleri, hidrojen depolama) yenilikleri azaltır.

Offshore Wind ile entegrasyon

Offshore rüzgar türbinleri yüzey yapıları olmasına rağmen, elektrikleri alt denizlerdeki güç uzaktan kumandasına yol açabilir. ancak bir sonraki adım, rüzgar enerjisini alt deniz nesilleriyle birleştiren ve rüzgarın düşük olduğu bir hibrit mikrogrid oluşturmak için yeraltı suyu oluşturabilir.

Özerk Sualtı Araçları için Güç (AUVs)

Subsea güç nesli, yüzey destek gemileri olmadan kullanılan AUV'lerin büyüyen filosuna da hizmet edebilir.Dört Denizaltı yakıt hücreleri veya tidal türbinler ile donatılmış Docking istasyonları, bu tür sistemlere aktif olarak gelişmektedir.

Uzun Dönem: Deniz Faktörleri

Nihai vizyon, tüm üretim, ayrılık ve sıkıştırma ekipmanlarının yerel alt deniz gücü tarafından tamamen seçicileştirilmesidir. Bu, sermaye maliyetlerini ve güvenliğini önemli ölçüde azaltacaktır. Subsea gaz türbinleri, üretilen gazı yakacaktır. [JIP), bu hedefe doğru çalışıyor olabilir.

Özetle, alt deniz gücündeki yenilikler, uzak petrol saha operasyonları için yeni olanaklar yaratıyor.Su türbinleri, yakıt hücreleri ve hibrit sistemler, geleneksel üst düzey güçlere güvenilir, temiz ve maliyetle etkili alternatifler sunuyor.Uzgun Power Generation[DD) devam ederken, R&D, alt deniz kuvvetlerinin önümüzdeki on yıl içinde standart bir derinlik su alanı geliştirme bileşeni haline geleceğini gösteriyor.