Frittstående bøyekonsept med fornybar strømtilførsel for subseainstallasjoner.

Abstract

Målet med dette prosjektet har vært å undersøke muligheten for å utvikle et frittstående bøyekonsept med fornybar energi for undervannsinstallasjoner. Dersom konseptet realiseres vil oppdragsgiver, og eventuelt andre, spare midler og miljø. I dag løses problemet med undervannskabler fra oljerigger eller land, som leverer strøm og signaler.

For å håndtere problemstillingen har gruppen brukt en metode kalt «Divide and conquer», hvor vi deler problemet opp i mindre problemstillinger og tar tak i dem en etter en, før vi utvikler et konsept basert på løsningene til de enkelte problemområdene. Vi har valgt å innhente litteratur fra relevante forskningsartikler funnet på internett, og kryssjekket eksterne aktører, for å validere litteraturens reliabilitet. Der det har vært behov for beregninger, har vi forsøkt å skaffe realistiske tall.

For å møte behovet for energi har gruppen sett på fornybare løsninger, inkludert bølgekraft, vindkraft og solkraft. Vi har gjennomgått hvordan de ulike teknologiene fungerer i prinsipp. Vi sammenlignet de forskjellige energikildene og endte opp med å gå for solenergi. For å optimalisere solenergi så vi også på optimalisering av arealet det dekket av bøyen og vinklingen av panelene.

Selve konseptet er også avhengig av å kunne være operativt på en dybde ned til 1000 meters under overflaten. Derfor er ulike metoder for forankring blitt utforsket, og gruppen kommet frem til en anbefaling som benytter prinsippet om oppdriftsanker.

Et annet viktig område av oppgaven har vært konseptets pålitelighet over lange perioder uten service. For å sikre at løsningen alltid er operativ, selv om det for eksempel er lengre perioder med lav solstråling, har gruppen også utforsket området for en type backup-løsning i form av batteri eller brenselcelle. Her konkluderte vi med at den beste løsningen ville være å bruke batteri for å holde løsningen fornybar og unngå bruk av fossilt brensel.

På slutten av rapporten har gruppen kommet med anbefalinger for videre arbeid.

The aim of this project has been to explore the possibility of developing a stand-alone buoy concept with renewable power supply for subsea installations. If the concept is realized, the client, and possibly others, will save funds and the environment. Today the problem is solved by subsea cables from oil rigs or land, that supply electricity and signals.

To tackle the issue the group has used a method called “Divide and Conquer”, where we divide the issue into smaller pieces and tackle them one by one, before we develop a concept based on the solutions to each issue.

We have chosen to obtain literature from relevant research articles found on the internet, and cross-checked this with people working in the field, to validate the literature's reliability. Where there has been a need for calculations, we have tried to obtain realistic numbers for our calculations.

To meet the need for energy, the group has looked at renewable solutions, including wave power, hydropower and solar power. We have reviewed how the different technologies work in principle. We then compared the different energy sources and ended up going for solar power. To optimize solar power, we also investigated optimization of the area it covered of the buoy and the angle.

The concept itself is also dependent on being able to be operational to a depth of 1000 meters below sea level. Therefore, different methods of anchoring have been explored, and the group would recommend a type of buoyancy anchor.

Another important area of the task has been the concept's reliability over long periods without service. To ensure that the solution is always operational, even if there are longer periods of low solar radiation, for example, the group has also explored the area for a type of backup solution in the form of a battery or fuel cell. Where we concluded the best solution would be to use battery to keep the solution renewable and avoid use of fossil fuels.

At the end of the report the group has made recommendations for further work to be done.