W miarę jak globalny miks energetyczny nadal przechyla się w stronę odnawialnych źródeł energii, morska energetyka wiatrowa odgrywa coraz ważniejszą rolę w napędzaniu zrównoważonej produkcji energii. Jednak za wysokimi turbinami i rozległymi instalacjami morskimi kryje się rozległa i często niewidoczna infrastruktura wsparcia – infrastruktura, która staje się coraz bardziej obciążona, ponieważ popyt przewyższa dostępność niezbędnego sprzętu podwodnego, zwłaszcza zdalnie sterowanych pojazdów (ROV).
Pojazdy zdalnie sterowane (ROV) – kluczowe dla instalacji, kontroli, konserwacji i napraw morskich instalacji wiatrowych – są deficytowe. Wiele pojazdów ROV pierwotnie zbudowanych na potrzeby projektów naftowo-gazowych jest obecnie adaptowanych do prac związanych z odnawialnymi źródłami energii, co choć pomaga złagodzić presję w perspektywie krótkoterminowej, to jednak nie jest to rozwiązanie długoterminowe. Ogromna skala planowanego rozwoju morskiej energetyki wiatrowej, zwłaszcza na głębszych wodach, ujawnia rosnącą lukę w dostępności pojazdów ROV – co napędza wzrost zarówno programów modernizacji, jak i budowy nowych obiektów.
Wraz z wejściem do służby nowych generacji zdalnie sterowanych pojazdów podwodnych (ROV) i modernizacją lub wycofaniem starszych modeli, należy zwrócić uwagę na wydajność ich kluczowych komponentów – w tym modułów pływalności. Zapewniają one stabilność i wydajność na głębokości, umożliwiając zdalnie sterowanym pojazdom podwodnym wykonywanie niezbędnych zadań wydajnie, bezpiecznie i niezawodnie.
Siła napędowa popytu: odnawialne źródła energii, głębsze wody i elektryfikacja pojazdów zdalnie sterowanych (ROV)
Kilka przecinających się trendów zmienia oblicze operacji podmorskich. Oprócz szybkiego rozwoju morskiej energetyki wiatrowej, w tym pływających farm wiatrowych na wcześniej nieopłacalnych, głębszych wodach, tradycyjni operatorzy sektora naftowego i gazowego również intensyfikują swoją działalność – poszerzając istniejące złoża, ponownie analizując tereny poprzemysłowe i rozszerzając działalność na głębsze strefy, które wcześniej uznawano za nieopłacalne.
Łącznie, ten wzrost aktywności obciążył globalną flotę pojazdów zdalnie sterowanych (ROV). Sam sektor energii odnawialnej odpowiada za znaczną część wzrostu popytu, w rezultacie czego nowe pojazdy ROV powstają w znacznie szybszym tempie.
Jednocześnie branża dostrzega zmianę w kierunku elektryfikacji – odchodzenie od tradycyjnych systemów hydraulicznych na rzecz lżejszych, bardziej wydajnych i przyjaznych dla środowiska pojazdów zdalnie sterowanych (ROV) napędzanych elektrycznie.
Niezależnie od tego, czy budujemy od podstaw, czy modernizujemy starsze jednostki, nacisk jest ten sam: zwiększona wydajność, zwiększona trwałość i sprawdzona wydajność w warunkach głębokiego zanurzenia. To właśnie tutaj certyfikacja materiałów i testy stają się kluczowe.
Dlaczego moduły wypornościowe muszą być testowane i certyfikowane
W wyścigu o zaspokojenie rosnącego zapotrzebowania na odnawialne źródła energii na morzu, niezawodność każdego podwodnego zasobu staje się kluczowa. Wraz z rozszerzaniem się zakresu operacyjnego morskich odnawialnych źródeł energii na głębsze wody, bardziej odległe lokalizacje i trudniejsze warunki, kluczowe jest, aby materiały wypornościowe stosowane w tych urządzeniach spełniały wymagania nowoczesnych misji ROV.
Pojazdy podwodne ROV są niezbędne do instalacji i konserwacji tych obiektów, a moduły wypornościowe odgrywają kluczową rolę w umożliwieniu bezpiecznej i wydajnej pracy tych pojazdów.
Moduły pływalności nie są elementami pasywnymi; to systemy zaprojektowane do pracy w warunkach ekstremalnego ciśnienia, często przez dłuższy czas. W przypadku awarii, zdalnie sterowane pojazdy podwodne (ROV) mogą utracić zdolność do utrzymywania stabilnej pozycji, zwiększając ryzyko kolizji, niepowodzenia misji, a nawet całkowitej utraty pojazdu. Ponieważ operacje często odbywają się w odległych środowiskach, nawet drobne niepowodzenia mogą prowadzić do poważnych opóźnień oraz negatywnych skutków finansowych i środowiskowych.
Aby zapewnić wydajność w takich warunkach, materiały i moduły wypornościowe muszą być poddawane rygorystycznym testom. Obejmują one ocenę ich właściwości absorpcyjnych. Jeśli materiał z czasem wchłania wodę, jego wyporność zmniejszy się, co może negatywnie wpłynąć na jego prawidłowe funkcjonowanie. Kontrolowane badanie absorpcji wody pomaga określić ilościowo i ograniczyć to ryzyko.
Kolejnym kluczowym testem jest test ciśnienia zgniatania hydrostatycznego, który symuluje ekstremalne ciśnienia występujące na głębokościach operacyjnych. Test ten pomaga określić dopuszczalną głębokość materiału – innymi słowy, maksymalną głębokość, na której może on funkcjonować bez uszkodzenia konstrukcji. Bez tej walidacji nie można zagwarantować integralności materiałów w zastosowaniach głębinowych.
Istotne są również badania gęstości i wytrzymałości na ściskanie. Te cechy bezpośrednio wpływają na siłę wyporu, jaką zapewnia moduł, oraz na jego odporność na obciążenia fizyczne związane z rozkładaniem, obsługą i długotrwałym zanurzeniem. Materiały o zbyt dużej gęstości mogą nie zapewniać odpowiedniej siły wyporu; z kolei te, które są zbyt słabe, mogą ulec odkształceniu lub uszkodzeniu w takich warunkach.
Testy wykraczają poza materiały, obejmując same moduły wypornościowe. Dokładne pomiary masy w powietrzu i w wodzie służą do weryfikacji, czy moduły zapewniają precyzyjny poziom wyporności określony w projekcie pojazdu. Pomiary te są kluczowe dla zapewnienia neutralnej lub lekko dodatniej wyporności, która pozwala ROV na efektywne zawisanie i manewrowanie bez nadmiernego zużycia energii.
Ponadto kontrole wymiarowe, często przeprowadzane za pomocą skanowania laserowego, zapewniają zgodność fizycznego kształtu modułu z oryginalnymi specyfikacjami projektowymi. Nawet niewielkie odchylenia mogą skutkować niezadowalającym dopasowaniem, nierównomiernym rozkładem obciążenia lub nieefektywnością hydrodynamiczną – a to wszystko może mieć wpływ na wydajność ROV.
Pomimo znaczenia tych czynników, w rzeczywistości wielu producentów nadal przeprowadza te testy wewnętrznie, bez niezależnego nadzoru. Chociaż wielu z nich jest dobrze wyposażonych i doświadczonych, praktyka ta otwiera drogę do niespójności – zwłaszcza gdy nie ma branżowego wymogu weryfikacji przez strony trzecie ani audytu samego sprzętu testowego. W branży wysokiego ryzyka i obarczonej wysokim ryzykiem, takiej jak energetyka morska, takich luk nie należy ignorować.
Argumenty za niezależnymi testami i certyfikacją są zatem zarówno praktyczne, jak i strategiczne. Kiedy zdalnie sterowane pojazdy podwodne (ROV) mają za zadanie wspierać infrastrukturę wartą miliardy funtów w trudnych i odległych środowiskach morskich, operatorzy nie mogą sobie pozwolić na ryzyko z niesprawdzonymi komponentami. Solidne, znormalizowane i niezależnie zweryfikowane testy modułów wypornościowych gwarantują, że te niewidoczne, ale niezbędne komponenty zapewniają bezpieczeństwo, niezawodność i wydajność niezbędne do wspierania transformacji energetycznej na morzu.
Zatwierdzenie typu DNV: punkt odniesienia dla zaufania
Choć nie jest to wymóg regulacyjny, Zatwierdzenie typu DNV stał się uznanym punktem odniesienia w branży w zakresie weryfikacji jakości, trwałości i wydajności podmorskich materiałów wypornościowych. Jako wiodące na świecie towarzystwo klasyfikacyjne dla sektora morskiego i offshore, DNV zapewnia niezależną walidację przydatności materiału do trudnych warunków podmorskich – co jest szczególnie ważne w przypadku eksploatacji ROV na większych głębokościach i w głębinach morskich.
Proces homologacji typu obejmuje poddanie materiałów wypornościowych kompleksowym testom laboratoryjnym i audytom jakości, podczas których badane są kluczowe właściwości, takie jak wytrzymałość mechaniczna, absorpcja wody, gęstość i odporność na ciśnienie hydrostatyczne.
Oceny te gwarantują, że materiały stale spełniają rygorystyczne normy wydajności, pomagając projektantom, operatorom i użytkownikom końcowym zdalnie sterowanych pojazdów podwodnych ograniczać ryzyko, zwiększać niezawodność i zapewniać długoterminową wydajność w krytycznych zastosowaniach podmorskich.
Dla szybko rozwijającego się sektora morskich odnawialnych źródeł energii, certyfikat DNV może być kluczowym czynnikiem różnicującym. W środowiskach operacyjnych o wysokich kosztach i wysokim ryzyku, niezależna aprobata zewnętrzna wspiera proces decyzyjny i wzmacnia zaufanie do wydajności sprzętu, zwłaszcza w przypadku instalacji na coraz głębszych i bardziej odległych obszarach.
Studium przypadku: Utrzymanie klasyfikacji DNV DSV Bakunawa
Inkfish, organizacja zajmująca się badaniami morskimi, której celem jest eksploracja najgłębszych, niezbadanych obszarów oceanu, niedawno zwróciła się do Base Materials w celu wymiany obecnych modułów wypornościowych na pełnowymiarowym statku podwodnym przystosowanym do zanurzania na głębokości oceanu i obsługiwanym przez człowieka.
Statek dwuosobowy o masie 12 ton, dawniej „czynnik ograniczający DSV”, był wcześniej używany do Ekspedycja Pięć Głębin, pierwsze udane załogowe zejście do najgłębszego punktu każdego z pięciu oceanów świata.
Inkfish jest wyjątkowy, ponieważ jako jeden z niewielu pojazdów podwodnych posiada certyfikat DNV zezwalający na wykonywanie długich i powtarzalnych nurkowań na pełnej głębokości oceanu w ramach eksploracji oceanograficznych. Przy wymianie obecnego systemu wypornościowego firma Inkfish musiała nawiązać współpracę z partnerem, który mógłby zapewnić jej materiały wypornościowe zatwierdzone przez DNV.
Jako pierwszy producent materiałów wypornościowych z pianki syntaktycznej do zastosowań podwodnych, który osiągnął pełną Zatwierdzenie typu DNV i zatwierdzenie produkcji DNV dla całego portfolio Subtec® materiały wypornościowe, Base Materials pod warunkiem, że będzie to dokładnie to. Proponowany system wypornościowy zostanie wyprodukowany z materiałów organizacji Subtec® 11500 to pianka syntaktyczna o niskiej gęstości i wysokiej wydajności, która nadaje się do stosowania w wodach morskich na głębokości do 11 500 metrów.
O gęstościach od 400 do 650 kg/m³ i klasach dostosowanych do głębokości wody morskiej od 2,000 metrów do 11 500 metrów, Base Materials" SubtecMateriały wypornościowe ® składają się z wysokiej jakości pustych mikrosfer szklanych i nowatorskiej matrycy polimerowej termoutwardzalnej, zapewniając ultrawysoki stosunek wytrzymałości do masy oraz doskonałą odporność na wnikanie wody. Od absorpcji wody, przez ciśnienie zgniatania hydrostatycznego, gęstość, po jednoosiową wytrzymałość na ściskanie i wiele innych, asortyment jest rygorystycznie testowany w naszej firmie.
Przygotowanie się na głębszą, bardziej ruchliwą i zieloną przyszłość
Przejście na odnawialne źródła energii zmienia nie tylko sposób wytwarzania energii, ale także cały krajobraz podmorski. Morska energetyka wiatrowa wkracza na coraz głębsze wody, elektryczne roboty zdalnie sterowane (ROV) zastępują systemy hydrauliczne, a operatorzy wracają do starszych sektorów z nowym zainteresowaniem i ulepszonymi technologiami.
W tym kontekście zapewnienie jakości i certyfikacji podmorskich materiałów wypornościowych nie jest już zadaniem do wykonania, lecz strategicznym imperatywem. W miarę jak infrastruktura morska staje się coraz bardziej ambitna i złożona, tylko komponenty o sprawdzonej wydajności, zweryfikowanej niezależnymi testami i certyfikacją, będą w stanie sprostać zmieniającym się wymaganiom głębszej, bardziej ekologicznej przyszłości.
Po raz pierwszy opublikowany w Magazyn PES, 2025.
INNE WIADOMOŚCI
