مع التطور القوي للطاقة المستدامة, تجد الكابلات البحرية الكهربائية أيضًا فرصًا جديدة للتطوير. تستخدم الكابلات البحرية بشكل رئيسي في مجالات طاقة الرياح البحرية., استخراج النفط والغاز البحري والاتصالات بين الجزر البرية ونقل الطاقة. تشمل الأنواع النموذجية من الكابلات البحرية كابلات XLPE أحادية الموصلات وثلاثة سائقين.
تطوير طاقة الرياح البحرية
هناك اتجاه واضح نحو تطوير طاقة الرياح البحرية في المياه العميقة والبعيدة. أصبحت موارد مزارع الرياح البحرية نادرة بشكل متزايد, في حين أن موارد البحار البعيدة أكثر وفرة نسبيا. نتيجة ل, ويتحرك بناء الرياح البحرية أبعد وأبعد عن الساحل.
وفقا للمكتب الأمريكي لكفاءة الطاقة والطاقة المتجددة., طويل الأمد, ستستمر المسافة إلى الساحل لمشاريع طاقة الرياح البحرية العالمية في الزيادة بعد ذلك 2024.
مستويات الجهد للكابلات الكهربائية البحرية
تعد الكابلات البحرية جزءًا مهمًا من نسيج طاقة الرياح البحرية.. هناك نوعان رئيسيان من الكابلات البحرية الكهربائية المستخدمة في طاقة الرياح البحرية.. أحدهما هو الكابل البحري داخل الميدان, والذي يستخدم لربط توربينات الرياح ببعضها البعض داخل مزرعة الرياح. آخر هو كابل الإخراج البحري, والذي يستخدم لربط توربينات الرياح بالشبكات الأرضية.
في اللحظة, يتم استخدام الكابلات البحرية في الميدان, خاصة, كابلات الجهد المتوسط 35 كيلو فولت. مع زيادة حجم مزارع الرياح والقدرة الفردية, حل جامع التيار المتردد 66 سوف كيلو فولت يكون أرخص.
كابلات الطاقة البحرية الصادرة, خاصة, كابلات الجهد العالي جدا 220 كيلو فولت. يمكن لتكنولوجيا اليوم أن تدعم بالفعل إنتاج الكابلات 500 ثلاثة النواة التيار المتردد كيلو فولت. وهذا يمكن أن يقلل من عدد جذور الكابلات البحرية ويقلل المساحة التي يشغلها الممر البحري..
بشكل عام, لمشاريع المد والجزر، يتم استخدام الكابلات البحرية 35 كيلو فولت. للمشاريع البحرية (أ 10-50 كم من الساحل) عادة ما يتم اختيار الكابلات البحرية ذات الجهد العالي 220 كيلو فولت أو أكثر. وللمشاريع في البحر البعيد 80 كم أو أكثر, يمكن اعتبارها كابلات مرنة بالتيار المستمر الغواصات للاتصال بالشبكة.
كابلات التيار المباشر المغمورة
تتميز كابلات DC البحرية بفقدان أقل للخطوط وهي أكثر ملاءمة للنقل لمسافات طويلة. تشمل تكلفة نظام النقل الكهربائي البحري محطات التحويل, المحطات الفرعية, خطوط الكابلات, كابل التوجيه, مفاعلات التحويلة, خسائر الخط والصيانة.
في النظام الكهربائي الحالي المباشر، هناك حاجة إلى محطات التحويل, فهي باهظة الثمن. لذلك, على مسافات أقصر, تكلفة أنظمة التيار المستمر أكثر من أنظمة التيار المتردد. لكن, مع زيادة المسافة من سواحل مزارع الرياح, تزداد تكاليف الصيانة والتآكل لنظام التيار المتردد بشكل كبير. في هذه الحالة, سيكون نظام نقل الكابلات البحرية بالتيار المباشر أكثر اقتصادا. تشير تجربة الصناعة إلى أن الكابلات البحرية ذات التيار المباشر ضرورية لمسافات 70 كيلومترا أو أكثر في عرض البحر.
طويل الأمد, ستصبح حلول التيار المستمر المرنة هي الطريقة الرئيسية لربط مزارع الرياح البحرية المتوسطة والكبيرة بالشبكة. تتمتع تقنية النقل المرن DC بمزايا مثل التحكم المرن, لا حاجة ل تحول مرحلة الجهد والقدرة على توفير دعم التيار المتردد المتزامن لتوربينات الرياح. بجانب, إن استخدام هذه التكنولوجيا يمكن أن يوفر المساحة على المنصات البحرية ويقلل من عدم استقرار طاقة الرياح.
حصة الاستثمار في الكابلات البحرية في طاقة الرياح البحرية
الكابلات البحرية الكهربائية تشغل ما بين 10% و ال 12% من إجمالي الاستثمار في طاقة الرياح البحرية. مع زيادة حجم مزارع الرياح, تُظهر حصة قيمة كابلات الطاقة البحرية اتجاهًا تصاعديًا.
من ناحية, الحجم الأكبر يزيد المسافة بين توربينات الرياح البعيدة ومحطة التعزيز البحرية. وهذا يؤدي إلى زيادة الاستثمار في الكابلات داخل هذا المجال. على الجانب الآخر, الزيادة في الحجم تدفع قدرة كابلات الإخراج إلى الحد الأقصى وتتطلب زيادة في عدد مرات الإرجاع إلى الكابلات. وهذا يزيد أيضًا من الاستثمار في الكابلات البحرية الصادرة.