Η Hellenic Cables, ο κλάδος καλωδίων της Cenergy Holdings και η CRP Subsea ολοκλήρωσαν τις δοκιμές δυναμικών υποβρυχίων καλωδίων στο Πανεπιστήμιο του Exeter, στο πλαίσιο του χρηματοδοτούμενου από την ΕΕ ερευνητικού προγράμματος MaRINET2. Το συγκεκριμένο έργο ολοκληρώθηκε σε δύο φάσεις. Αρχικά δοκιμάστηκε έναντι μηχανικής κόπωσης το δυναμικό καλώδιο ισχύος χωρίς την παρουσία εξαρτημάτων και ακολούθως με τη χρήση ενός bend stiffener (ενισχυτής αντίστασης σε κάμψη – εξάρτημα διαμόρφωσης ακαμψίας, προστατεύοντάς το από υπερβολική κάμψη). Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι στη δεύτερη περίπτωση το σύστημα καλώδιο – εξάρτημα άντεξε 3,7 φορές περισσότερους κύκλους μηχανικής φόρτισης και ήταν κατά μέσο όρο 72,5% πιο δύσκαμπτο από το καλώδιο τροφοδοσίας μόνο του. Αυτά τα αποτελέσματα υπογραμμίζουν τη σημασία της παρουσίας ενός ενισχυτή κάμψης για την παράταση της διάρκειας ζωής του συστήματος που θα χρησιμοποιηθεί σε μελλοντικές εφαρμογές του κλάδου των πλωτών αιολικών πάρκων (Floating Offshore Wind Farms – FOW).

Η Hellenic Cables και η CRP Subsea συνεργάστηκαν για να υποβάλουν από κοινού πρόταση για το πρόγραμμα MaRINET2, καθώς και οι δύο εταιρείες επιδιώκουν να αυξήσουν τη διάρκεια ζωής των δυναμικών υποθαλάσσιων καλωδίων ισχύος. Οι δοκιμές στο Πανεπιστήμιο του Exeter χρησιμοποίησαν ένα δυναμικό καλώδιο που σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε από την Hellenic Cables και έναν ενισχυτή κάμψης που σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε από την CRP Subsea. Το απλό καλώδιο τροφοδοσίας και το καλώδιο τροφοδοσίας με τον ενισχυτή κάμψης δοκιμάστηκαν ξεχωριστά για να συγκρίθεί η απόδοση και η αντοχή έναντι κόπωσης και των δύο.

Ο κ. Γιώργος Γεωργαλλής, Επικεφαλής Έρευνας & Ανάπτυξης και Μηχανικής Καλωδίων για την Hellenic Cables σχολίασε: «Η Hellenic Cables προσβλέπει πάντα στη συνεργασία με βιομηχανικούς και ακαδημαϊκούς εταίρους που εμπλέκονται στον κλάδο της υπεράκτιας βιομηχανίας ανανεώσιμης ενέργειας για την προώθηση και την επικύρωση καινοτόμων προτάσεων. Το θετικό αποτέλεσμα της δοκιμής κόπωσης ενός δυναμικού καλωδίου μεταφοράς σε συνδυασμό με ενισχυτή κάμψης στην εγκατάσταση DMaC του Πανεπιστημίου του Exeter είναι πολύ ενθαρρυντικό.»

Ο John Duggan, Επικεφαλής Μηχανικός Σχεδιασμού της CRP Subsea, δηλώνει: «Τα αποτελέσματα είναι ενθαρρυντικά αλλά αναμενόμενα και εξηγούν γιατί η χρήση ενός ενισχυτή κάμψης της CRP Subsea, σε ένα τέτοιο σύστημα είναι σημαντική. Ο ενισχυτής κάμψης της CRP Subsea, έχει υποστεί εκτεταμένη και αυστηρή πιστοποίηση υλικού. Αυτό μαζί με την ολοκληρωμένη μεθοδολογία σχεδιασμού, την κατασκευή και τα συστήματα ποιότητας έχουν ελεγχθεί πλήρως και εγκριθεί από το Lloyds Register. Ο ενισχυτής κάμψης μας έχει σχεδιαστεί για να διατηρεί ένα καλώδιο ή έναν εύκαμπτο σωλήνα πάνω από μια δεδομένη ελάχιστη ακτίνα κάμψης σε μια δυναμική εφαρμογή. Αυτό, με τη σειρά του, αυξάνει τη διάρκεια ζωής του προϊόντος προστατεύοντάς το από αστοχία και κόπωση, που μπορεί να προκύψουν λόγω υπερβολικής κάμψης.» Ο John Duggan, πρόσθεσε, «Είναι επιτακτική ανάγκη να χρησιμοποιήσουμε την άνω των 25 ετών εμπειρία μας στην παροχή ενισχυτών κάμψης σε όλους τους μεγάλους κατασκευαστές πετρελαίου και φυσικού αερίου, χωρίς καμία βλάβη, για να υποστηρίξουμε τη δυναμική προστασία καλωδίων για το FOW».

Η μελέτη σχετίζεται με μία από τις βασικές προκλήσεις για τους διαχειριστές των έργων του κλάδου των πλωτών αιολικών πάρκων / Floating Offshore Wind (FOW), η οποία διασφαλίζει την μακροπρόθεσμη ακεραιότητα του δυναμικού καλωδίου, που συνδέει την πλωτή πλατφόρμα με τον υπεράκτιο υποσταθμό. Ενώ τα συστήματα δυναμικών καλωδίων αναγνωρίζονται ως ένας βασικός τεχνικός κίνδυνος και ο τομέας δεν είναι ακόμη σε εμπορική κλίμακα, αυτή η χρηματοδοτούμενη υποστήριξη της έρευνας και ανάπτυξης απαιτείται για την επίδειξη και τη βελτίωση λύσεων δυναμικών καλωδίων για το FOW.
Ο καθηγητής Lars Johanning, επικεφαλής του έργου στο Πανεπιστήμιο του Exeter, εξηγεί: «Η πλωτή υπεράκτια αιολική ενέργεια θα είναι ζωτικής σημασίας για την επίτευξη των παγκόσμιων στόχων ουδέτερου ισοζυγίου άνθρακα. Θα έχει επίσης βαθιά επίδραση στην οικονομία της Ευρώπης και παγκοσμίως, δημιουργώντας νέες θέσεις εργασίας στην αλυσίδα εφοδιασμού και συνεισφέροντας καταλυτικά στην πράσινη ανάκαμψη μετά την πανδημία. Είμαστε εξαιρετικά ενθουσιασμένοι που συνεργαζόμαστε με καινοτόμες εταιρείες για την ανάπτυξη υποσυστημάτων για την πλωτή υπεράκτια βιομηχανία».

Το Πανεπιστήμιο του Exeter πραγματοποίησε δύο δοκιμές. Πρώτον, οι δοκιμές χαρακτηρισμού της απόδοσης που περιελάμβαναν την κάμψη του καλωδίου σε γωνία 3,7° στο άκρο εφαρμογής καμπτικής ροπής (headstock), ενώ διατηρείται σταθερή δύναμη 40 kN, 60 kN και 80 kN στο άκρο εφαρμογής τάνυσης (tailstock) με κύκλο περιόδου 10s. Δεύτερον, η δοκιμή κόπωσης η οποία περιελάμβανε κάμψη του καλωδίου στις 4° ενώ διατηρείται σταθερή δύναμη 80 kN. Η περίοδος του κύκλου μειώθηκε σταθερά από 10 δευτερόλεπτα σε 1 δευτερόλεπτο (για να ελαχιστοποιηθεί η συνολική διάρκεια της δοκιμής). Το σχέδιο δοκιμής ήταν πανομοιότυπο μεταξύ του καλωδίου τροφοδοσίας (μόνο) και του καλωδίου τροφοδοσίας με ενισχυτή κάμψης (συμπεριλαμβανομένης της αλλαγής στην περίοδο κύκλου).

Οι ενισχυτές κάμψης χρησιμοποιούνται για την προστασία των καλωδίων και των εύκαμπτων σωληνώσεων από υπερβολική κάμψη στο σημείο τερματισμού. Κατασκευασμένος από ελαστομερές υλικό, ο ενισχυτής κάμψης είναι κατάλληλος να ανταπεξέλθει στην κίνηση εγκαταστάσεων υπό την επίδραση δυναμικών μηχανικών φορτίων από τα κύματα και τα θαλάσσια ρεύματα και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για στατικές εφαρμογές. Το κωνικό σχήμα του ενισχυτή κάμψης παρέχει μια σταδιακή αύξηση της συνολικής ακαμψίας μεταξύ του εύκαμπτου σωλήνα ή του καλωδίου και του άκρου, προκειμένου να αποφευχθεί η υπερβολική κάμψη στο σημείο τερματισμού.

Το έργο αυτό υποστηρίχθηκε και χρηματοδοτήθηκε μέσω του προγράμματος MaRINET2 (www.marinet2.eu) από το πρόγραμμα της Ευρωπαϊκής Ένωσης Horizon 2020 Framework (H2020).