海底の石油・ガス設備の潮力

最初のシステムウェットトライアルのために桟橋の上に海底パワーハブを操縦する。 （写真：ノルテク）

潮と海流からの電力を利用して工業規模の電力を生産するように設計された大きな水中タービンには大きな可能性があります。より小さな規模では、潮力発電は同様に有用であり、実際に商業的ニーズを満たすために展開するのがはるかに容易である可能性がある。

北海の石油・ガス業界の海底技術者チームがこのような可能性を見出し、2013年には自社のEC-OGを設立することに決めました。彼らの努力の結果、Subsea Power Hub海底の石油・ガス設備に再生可能な電力を供給するのに適した、潮汐および海流に基づく発電機。

迅速なソリューション
この技術の最も明白な即時の必要性は、成熟した石油・ガスの北海の分野である。ここで企業はフィールドライフを拡大しようとしていますが、しばしばアップグレードが必要なインフラストラクチャの高齢化に対処する必要があります。これには、クリスマスツリー、マニホールド、センサーおよびその他の機器などの海底設備が機能するための電源が含まれます。海底ケーブルと海底ケーブルとの間で電力や通信ができない場合、これらの機器は無用です。

「停電のために井戸が閉鎖されたことがわかりました。長い電源ケーブルを陸上や地上のプラットフォームに結びつけることなく遠隔地に電気を発生させるための機器が必要でした。 EC-OGのビジネス開発マネージャーPaul Slorach氏は述べています。

「Subsea Power Hubは、これらの成熟した資産のために、炭化水素生産をバックアップして迅速に稼動させるための、より費用対効果の高い方法を提供します」と彼は付け加えました。

Subsea Power Hubには、海流からの動力を利用するための1つ以上の小型タービンが収容されており、この動力を利用して内蔵バッテリを充電します。このバッテリは、海底の機器に安定した電源を供給し、設定全体がインテリジェントなオンボードプロセッサによって制御されます。

化石燃料プロジェクトに再生可能なコンポーネントを導入するという追加の利点があり、開発者は彼らが可能な限り緑色に操業していることを鋭く見せてくれることを誇りにしています。

成功したテスト
1つのタービンを使用したプロトタイプのパワーハブは、スコットランド北部のオークニー諸島の欧州海洋エネルギーセンター（EMEC）で2017年12月に成功した8か月の海上試験を完了しました。 EC-OGは現在、石油およびガス田の開発者の要件に合わせてシステムを改良しています。これらには、2つ以上のタービンを有し、サイト要件に応じて異なる電池サイズが含まれる。

この装置は、欧州海洋エネルギーセンター（EMEC）での設置の準備として、Leask Marine C-Odyssey作業船のデッキに降ろされています。 （写真：ノルテク）

EC-OGは、海底へのケーブルを介した電力の導入または復旧が可能になるまで、Power Hubはギャップを埋めること以上に使用すると確信しています。この装置は、メンテナンスを必要とせずに少なくとも5年間の稼働時間を提供し、おそらくはより長い時間を提供します。したがって、特に遠隔沖合いの地域では、長期的な解決策としてはうまく機能します。

モジュール化されているため、バッテリーの改良などの新技術が市場に出てくると、部品を交換することができます。 「海底パワーハブはコンパクトで輸送や組立が簡単で、海底まで簡単に接続できます」とソララッハ氏は述べています。

正確な電流プロファイリング
しかし、デバイスが適切に機能し、正しい仕様になっていることを確認するためには、海底に設置されている電流のエネルギーと変動の詳細な知識が必要です。 EC-OGは、テスト中にNortek Aquadoppの現在のプロファイラを使用して、システム内のタービンと電気部品の性能を詳細に把握しました。 Aquadoppは音響ドップラー技術を使用して測定を行います。これにより、海洋の破片によって詰まる可動部分がないため、正確で信頼性の高いものになります。

Aquadopp ACMをSubsea Power Hubの内部エネルギー貯蔵およびDAQシステムに接続する。 （写真：ノルテク）

"テストでは、特定の時間に流れに対してタービン速度と出力をプロットする必要がありました。だから、現在の速度Xでは、タービンが毎分Y回転で回転していることを確かめることができます」と、Slorach氏は説明します。

Aquadoppは、ハブがテストされたチャネルで正確な測定を行うことができました。現在の速度が約0.5〜1.5 m / sの間で変化する不安定な水の場所です。このデータは、その後、パワーハブによって保存され処理された後、音響を介して表面に無線で転送されました。

信頼できる技術
SlorachはAquadoppが難しい水中環境でのテストに耐えていると言いました。

「Aquadoppは引き続き使用されています。なぜなら、Aquadoppは機能しており、信頼性が高く、使用するのが簡単だったからです。だから、代替案を探す理由はない」と述べた。

電流を評価するのが難しく、現在のメーターが必要な場合、Nortekの機器は、今後のSubsea Power Hubの導入に使用される可能性が高いです。

パワーハブのテストには、Aquadopp Profiler 400 kHzユニット（下）とAquadopp 300 mユニット（上）の両方が使用されます。 （写真：ノルテク）