Havvind får stikkontakter under vann

Påstanden om store innsparinger sammen med ny teknologi lanseres av Aker Solutions. Selskapet planlegger i løpet av de neste to årene å sette ut i havet for testing det man sterkt forenklet kan omtale som en stor undervannsenhet med flere stikkontakter og brytere.

Enheten, som konstrueres for en spenning på 66 kV, har fått navnet Subsea Collector. Piloten skal prøves ut i havet vest for Karmøy, ti kilometer fra land i Metcentres testområde for flytende havvindteknologi.

I dag ligger to demo-utgaver av flytende vindturbiner, som produserer strøm, forankret i dette området. Nylig ble Metcentre tildelt konsesjon for utplassering av ytterligere fem demo-anlegg i samme havområde. Alle disse turbinene kan kobles til et knutepunkt med våte koblinger eller det vi noe uærbødig kan kalle ei felles «padde» med stikkontakter på havbunnen. Fra den nye enheten på havbunnen skal det legges en 66 kilovolts kabel inn til høyspentnettet på land.

Fra kjede til stjerne

I flytende havvindparker har det hittil vært vanlig å koble vindturbinene sammen i en kjede med dynamiske kabler mellom hver flyter. Den siste turbinen i kjeden knyttes så med kabel til en omformerstasjon (HVDC) i havet eller til en transformatorstasjon på land.

– Vår løsning er å knytte turbinene sammen i stjerneformasjon med dynamiske kabler mellom hver flyter og vår nyutviklede enhet på havbunnen, sier Truls Normann. Han leder avdelingen for kraft og automasjon under vann i Aker Solutions.

Med Aker Solutions’ nye løsning kan de dynamiske kablene i havvindparken standardiseres blant annet med likt tverrsnitt. Når de flytende vindturbinene kobles i en kjede, må kablene dimensjoneres forskjellig, avhengig av hvor stor effekt de skal tåle. Samtidig må turbinene utstyres ulikt, avhengig av hvor i kjeden de skal plasseres i havet.

– Designet gir også mulighet for redusert kabellengde per turbin og havvindpark, samt mindre bruk av fartøy når turbinene skal installeres i havet. Slik kan installasjonskostnadene reduseres, sier Normann.

Kan spare inn milliarder

Han peker også på at kabelen fra enheten med stikkontakter og brytere legges på havbunnen inn mot land. Dermed ligger kabelen i ro på bunnen, og man trenger ikke benytte en dynamisk og mer kostbar kabel.

Normann nevner en annen fordel: Den nye enheten på havbunnen utstyres med brytere til hver kabel som plugges i stikkontakten. Derfor trenger ikke hele vindparken stenges ned når feil skal rettes.

– Hvor mye regner dere med å kunne spare i kostnader dersom framtidige utbyggere av vindparker tar i bruk Subsea Collector?

– Vår forventning er at i en flytende vindpark som bygges ut med en samlet effekt på 1 GW og som ligger mellom 50 og 70 kilometer fra land, kan kostnadene kuttes med inntil 10 prosent, sier Egil Birkemoe. Han er forretningsutvikler innen fornybar energi hos Aker Solutions.

Birkemoe legger til at dersom det koster mellom 50 og 70 milliarder kroner å bygge ut en flytende havvindpark, vil 10 prosent kostnadskutt bety flere milliarder kroner.

Flere partnere

Birkemoe forteller videre at komponentene til Subsea Collector skal være teknisk klar til uttesting i havet i 2025. Aker Solutions startet utviklingen i 2015 sammen med flere teknologipartnere. En sentral samarbeidspartner er ABB, som tidligere har levert 36 kilovolts undervannskoblingsanlegg sammen med overvåkningskontroll og utstyr for datainnsamling. Dette kvalifiseres nå videre opp til 66 kV. En annen viktig del av hovedkomponentene til Subsea Collector er de våte høyspentkoblingene, som kommer fra Benestad, et datterselskap av Aker Solutions.

I tillegg har Equinor vært en pådriver og forskningsmiljøet ved Sintef en viktig bidragsyter.

En avtale er inngått med Metcentre (Marin Energy Testcentre) for testing av piloten i havområdet vest av Karmøy. Installasjon av den første Subsea Collector på havbunnen vil bli utført av Windstaller Alliance, som er et samarbeidsselskap mellom Aker Solutions, DeepOcean og Solstad Offshore. Aker Solutions vil også levere den statiske eksportkabelen til land.

Fem nye demo-turbiner

– Det nye knutepunktet på havbunnen i vårt testområde kan tidligst være på plass og bli tatt i bruk i 2026, sier Cecilia Girard-Vika. Hun er prosjektleder i Metcentre.

Girard-Vika peker på at framdriften er helt avhengig av når nye testaktører er på plass i konsesjonsområdet med sine flytende vindturbiner.

I det aktuelle havområdet er to flytende vindturbiner på plass. Det er Zefyros (tidligere Hywind demo) og Tetra Spar. Disse to er knyttet sammen med el-kabel, og fra Zefyros går en 22 kilovolts kabel inn til land.

Nylig fikk Metcentre bekreftet at konsesjonsområdet deres utvides med plass til fem nye flytende demo-turbiner. To plasser i havet er reservert. Den ene aktøren som ønsker testplass, er svenske Hexagon – med en flyter som har to tårn og to vindturbiner på ett og samme flytende stålunderstell.

Den andre reservasjonen er gjort av nederlandske Bluewater, som ønsker å teste en vindturbin installert på et stålunderstell. Denne skal forankres etter omtrent samme system som strekkstagplattformer i oljeindustrien.

– Vi disponerer det eneste havområdet i Norge hvor man kan teste i full skala utstyr til flytende vindparker, og vi ønsker å legge til rette for mest mulig testvirksomhet. Nå er vi midt i en anbudsprosess for å hente inn nye testaktører, sier Girard-Vika.

Hun legger til at det begynner å haste med utprøving av ny teknologi, som kan være relevant for bruk i havvindparkene som planlegges i området Utsira Nord.

– Vårt testområde ligger nært Utsira Nord og vil by på lignende vind-, strøm og værforhold.

Transformator under vann

Aker Solutions har lang erfaring fra olje- og gassindustrien offshore, hvor de gjennom mer enn et tiår har utviklet og levert kompressorer og transformatorer til bruk under vann.

Ifølge Normann vil de i samarbeid med ABB tilby transformatorer også til havvindindustrien, hvor vindparkene ligger langt fra land.

– Nye undervannsløsninger kan innebære kostnadskutt og er aktuelle å ta i bruk, og det vil nok komme flere konkurrenter i dette markedet, sier Kjetil Jacobsen. Han er prosjektdirektør i Deep Wind Offshore, en av de mange aktuelle utbyggerne i området Utsira Nord.

– I tilfellet Utsira Nord, som ligger i kort avstand til øya Utsira, vil det være mest hensiktsmessig å plassere transformatorene på land. Det er alltid enklere med overvåkning, vedlikehold og eventuell feilretting når installasjonen er tilgjengelig på land, sier Jacobsen.

Artikkelen ble først publisert i TU-magasinet, nr. 1/2024