Einfach elektrisch

Um die globale Erwärmung auf 1,5 °C über vorindustriellem Niveau zu begrenzen, empfiehlt der Weltklimarat „Intergovernmental Panel on Climate Change (IPPC)“ im Sonderbericht zur globalen Erwärmung unter anderem den Einsatz von Wasserstoff sowie für eine Reihe von Fällen das Abscheiden, die Nutzung und die Einlagerung von CO2 (CCUS). Damit die für grünen Wasserstoff und CCUS nötigen Offshore-Anlagen wirtschaftlich betrieben werden können, muss die Anlagentechnik deutlich kostengünstiger in der Anschaffung und im Betrieb werdenals bisher. Bosch Rexroth erweitert dazu das Portfolio an Unterwasser-Aktuatoren um weitere Varianten und Bewegungsoptionen, um alle sicherheitsrelevanten Bewegungen in bis zu 4.000 Meter Tiefe zu elektrifizieren und digitalisieren.

Bei der Offshore-Einlagerung von CO2 sowie der Zwischenspeicherung von grünem Wasserstoffregeln Ventile den kontrollierten Fluss der Prozessgase und -fluide. Die Betätigung dieser Ventile erfolgt bislang zumeist über hydraulisch angetriebene Aktuatoren. Dazu sind zentrale Hydraulikaggregate über Wasser mit kilometerlangen Leitungen zu den einzelnen Aktuatoren am Meeresboden notwendig. Neu entwickelte, mit 24 V Niederspannung (DC) versorgte eSEA Aktuatoren sind eine wirtschaftliche Alternative zu diesen kapital- und energieintensiven konventionellen Hydrauliksystemen. Ihr geringerer Energieverbrauch senkt die Betriebskosten. Digitale Zwillinge erhöhen zudem durch Zustandsüberwachung die Prozesssicherheit.

Den mit mehreren internationalen Technologiepreisen ausgezeichneten Aktuator für rotative Bewegungen (eSEA Torque) ergänzt Bosch Rexroth nun um den Aktuator eSEA Push für lineare
Bewegungen sowie den eSEA Drive für Anwendungen mit sehr hohen Drehmomenten über 35 kNm hinaus. Damit können alle notwendigen Bewegungen zur Ventilsteuerung über eine standardisierte
Schnittstelle sicher, zuverlässig und rein elektrisch unter Wasser angesteuert und ausgeführt werden.

Stromlos sicher und selbstüberwachend

Alle Varianten nutzen das Fail-Safe-Prinzip, bei dem Federelemente aktiv geklemmt werden, um das Ventil entweder offen oder geschlossen zu halten. Fällt die Stromzufuhr aus, löst sich die Klemmung und das Ventil geht automatisch in die sichere Stellung nach IEC 61508 und IEC 61511, ohne dass kostenintensive, sicherheitsrelevante Unterwasser-Batterien notwendig sind. Bosch Rexroth liefert die eSEA Aktuatoren mit Schnittstellen zu externen Sensoren und Ventil sowie den digitalen Zwillingen dieser Baugruppen aus. Die Steuerungshardware basiert auf Elektronik aus der Automobilindustrie. Die Lösung umfasst auch Software einschließlich maschinellem Lernen für die Zustandsüberwachung. Auf Basis interner und externer Sensoren und Messwerte können der Zustand das Gesamtsystems und sich anbahnender Verschleiß erkannt werden, bevor es zu einem Ausfall kommt. Fällt ein Sensor aus, kann der digitale Zwilling einspringen und einen Weiterbetrieb sicherstellen.

Geringer Energiebedarf für niedrige und hohe Lasten

Die eSEA Aktuatoren reduzieren den Energiebedarf von Unterwasser-Anlagen deutlich. Darüber hinaus binden sie auch immer weiter entfernte Step-outs an. Das sind teilweise mehr als einhundert Kilometer weit von der Küste entfernte Ventile, die ebenfalls über Aktuaren geregelt werden müssen. eSEA Push deckt modular das Leistungsspektrum für Ventile bis fünf Zoll Durchmesser mit bis zu
745 kN ab. Für größere Durchmesser und Drehmoment-Anforderungen von mehr als 35 kNm ist der eSEA Drive konzipiert. Diese Einheit erzeugt die hohen Kräfte über ein tiefseetaugliches dezentrales
Antriebsmodul mit geschlossenem Hydraulikkreislauf und besonderen Schutzmaßnahmen, die eine Kontamination durch Hydraulikflüssigkeit verhindern.

Alle eSEA Aktuatoren von Bosch Rexroth sind auf einen sicheren und zuverlässigen Unterwasserbetrieb von über 25 Jahren ausgelegt. Der Austausch ist mit Unterwasserrobotern möglich, ohne die Funktion der Ventile zu beeinträchtigen. Durch die digitalen Zwillinge verringert sich der Engineering- und Inbetriebnahme-Aufwand der Aktuatoren für neue Anlagen. Darüber hinaus können sie auch in bereits bestehenden Installationen nachgerüstet werden.