Mai multe nave comerciale folosesc tehnologii eoliene pentru a reduce emisiile


daobservatorii la mod din porturile din întreaga lume încep să se întrebe: care sunt acele structuri amuzante de pe puntea unor nave? Coloane înalte care arată ca niște pâlnii supradimensionate sau anexe care amintesc de aripile unui avion?

Se uită la pânze moderne – modele inovatoare care folosesc cele mai recente descoperiri științifice pentru a propulsa navele. Un număr surprinzător și o varietate de proiecte de sisteme de propulsie asistată de vânt (WAPS), adesea susținute de programe guvernamentale, prind contur, impulsionate de conștientizarea că industria de transport maritim trebuie să se decarboneze. Deși rămâne neclar ce combustibili și tehnologii vor fi disponibili pentru a alimenta navele unui viitor neutru din punct de vedere al emisiilor de carbon și care vor fi costurile, propulsia asistată de vânt este una dintre numeroasele tehnologii disponibile pentru părțile interesate de viitor pentru a reduce amprenta de carbon a nave și să câștige timp pentru a identifica și dezvolta sursa de energie de următoarea generație.

Nou interes pentru propulsia asistată de vânt
„În ultimii ani s-au desfășurat o mulțime de lucrări de dezvoltare WAPS, în mare parte neobservate de către mainstream”, spune Uwe Hollenbach, inginer principal la DNV. „Acum, industria începe să-și dea seama că există limite pentru ceea ce puteți realiza cu aburirea lentă și alte îmbunătățiri ale eficienței – trebuie să gândiți mai departe.”
Peste tot apar inițiative și proiecte comune dedicate eolianului. Conferințe, studii și lucrări îndeamnă lumea navală să adopte propulsia asistată de vânt. IMO a actualizat recent modalitățile de calcul pentru EEDI și EEXI pentru a oferi sistemelor WAPS un beneficiu mai mare și mai realist.
Noile materiale de platformă și modelarea virtuală maximizează nivelurile de eficiență

Cu siguranță există o nouă dinamică în acest segment și, într-adevăr, un nou sentiment de seriozitate. „Vântul este o sursă de energie inepuizabilă – poate puțin întâmplătoare, dar cu siguranță suficient de puternică pentru a fi reconsiderată”, spune principalul expert în navigație al DNV, inginer principal principal Hasso Hoffmeister. „Practic, nu poți da greș cu vântul – este gratuit, nu are emisii de carbon și există o mulțime de opțiuni de adaptare disponibile astăzi, multe dintre ele destul de ușor de instalat. În plus, vântul va fi întotdeauna disponibil în regiunile adecvate, fără costuri – vă oferă o anumită fiabilitate în planificare și independență față de fluctuațiile de aprovizionare și de preț ale combustibililor combustibili.”

Experții în navigație și dinamica fluidelor, în special cei care lucrează în sectorul curselor de iahturi, au dezvoltat și perfecționat sisteme de vele inovatoare. Materialele avansate, ușoare și modelarea și simularea virtuală le-au permis să atingă și să demonstreze niveluri record de eficiență. Sistemele de senzori și computerele optimizează manipularea și controlul dispozitivelor moderne de propulsie eoliană sofisticate. Tehnologiile mature disponibile astăzi fac din propulsia eoliană auxiliară o opțiune realistă și viabilă pentru navele de marfă.

Considerații esențiale pentru propulsia vântului

Există câțiva factori de bază de care trebuie să luați în considerare atunci când vă gândiți la propulsia asistată de vânt, spune Uwe Hollenbach:

– Zona de operare ar trebui să fie suficient de vânt. Vânturile din apele tropicale tind să fie mai puțin dependente decât cele de la latitudini medii și superioare.

– Unele tipuri de nave sunt mai potrivite pentru WAPS decât altele. Navele mai mici pot alege dintr-o gamă mai largă de sisteme. Navele mai mari sunt adesea mai restricționate din cauza rezistenței aerului care reduce eficiența sistemelor de vele. Navele care transportă mărfuri pe punte necesită noi concepte pentru aranjarea eficientă a sistemelor de vele.

– Rutarea meteo mărește câștigurile de eficiență din WAPS.

– Un studiu de identificare a pericolelor (HAZID) este foarte recomandat înainte de lansarea unui proiect WAPS. Catargele și pânzele trebuie să elibereze podurile și macaralele și să fie protejate împotriva condițiilor meteorologice severe și a mării. Acestea vor influența funcționarea și manipularea navei, linia de vedere și siguranța.

– Planificarea construcțiilor noi pentru WAPS este mai bună decât modernizarea; permite proiectanților să includă considerații privind stabilitatea și eficiența și nevoile de energie electrică și să includă WAPS ca parte a unui sistem de propulsie hibrid pentru a profita la maximum de investiție

Economiile de combustibil și valorile de reducere a emisiilor raportate de navele existente cu sisteme de propulsie asistate de vânt variază foarte mult datorită acestor factori. „DNV are expertiză cuprinzătoare în domeniul vântului și instrumente de simulare. În calitate de terță parte independentă, putem anticipa puterea de propulsie auxiliară și economiile de combustibil ale unui design propus și putem calcula EEDI sau EEXI”, spune Hasso Hoffmeister. DNV a dezvoltat un standard pentru certificarea sistemelor WAPS și a acordat aprobări de clasă în principiu (AiP) unui număr de sisteme WAPS de pe piață.

Pânze cu rotor – o tehnologie dovedită
Cea mai populară și cu cel mai puțin risc tehnologie WAPS disponibilă astăzi pentru navele comerciale este pânzele cu rotor, numite și pânze Flettner după inventatorul lor din anii 1920, spune Hoffmeister. Implementările de ultimă generație, controlate de computer, au adus economii de combustibil între 4,5% și au potențialul de a ajunge la 25%, pe navele mai mici. Pânzele cu rotor sunt relativ ușor de modernizat pe feriboturi, transportatoare de mașini, nave multifuncționale, vrachiere și cisterne.

De exemplu, Norsepower a modernizat două pânze cu rotor certificate DNV pe o cisternă de produse, permițând economii de combustibil de 8,2%. De atunci, două feriboturi hibride au primit certificate DNV Flettner, iar cea mai mare navă dotată până în prezent cu pânze cu rotor, un vrachier, are cinci unități, care pot fi înclinate în jos pentru operațiuni de marfă. Economiile estimate de combustibil sunt de 8%. Cele două Flettner ale transportatorului RoRo SC Connector, clasificate DNV, care se estimează că vor reduce emisiile navei cu 25%, pot fi, de asemenea, înclinate pentru a lăsa nava să treacă pe sub poduri. Măsurătorile de verificare sunt în curs.

Eco Flettner a realizat economii medii de combustibil de 10–20%
Primul proiect al lui Eco Flettner, MPV Fehn Pollux cu un singur rotor, a depășit toate așteptările cu economii medii măsurate de combustibil de până la 10-12%. Un alt jucător din comunitatea Flettner, Anemoi Marine Technologies Ltd., cu sediul la Londra, a modernizat patru pânze cu rotor pe un vrachier și va parcurge, de asemenea, procesul de certificare al DNV. Montate pe șine glisante, rotoarele se pot deplasa din calea macaralelor de andocare. Principiul Flettner câștigă în popularitate: DNV a acordat recent un AiP unui sistem de pânze cu rotor dezvoltat de DSME în Coreea.

Tehnologiile de curse reduc emisiile de CO2 ale navelor comerciale
Între timp, tipurile de vele inovatoare, inventate inițial pentru curse, au ajuns în arena transportului de mărfuri, iar marile companii de transport maritim își arată dorința de a oferi acestor tehnologii o șansă. BAR Technologies din Portsmouth, Marea Britanie și Yara Marine Technologies au dezvoltat un sistem de vele cu aripă solidă numit WindWings, care a primit un DNV AiP în noiembrie 2021. Modelate după aripile unui avion, WindWings sunt proiectate pentru a fi instalate în grupuri de două până la cinci și sunt complet computerizate -controlat. Potrivit BAR Technologies, acestea pot reduce emisiile de CO2 ale unei nave cu până la 30% în medie.

„Dezvoltarea unei noi tehnologii de propulsie eoliană pentru industria navală, unde siguranța este, desigur, de o importanță capitală, nu este o sarcină simplă. Lucrul cu DNV la cele mai vechi instalări ale WindWings a fost extrem de important și benefic pentru noi. Abordarea și structura profesională a AiP și aprobările de proiectare ne-au concentrat munca pe fiabilitate și siguranță, pe lângă performanță”, spune John Cooper, CEO BAR Technologies.

WindWings sunt pliabile pentru a permite navei să treacă pe sub poduri și pentru a asigura accesul liber la trapele de marfă. BAR Tech, compania multinațională alimentară Cargill și alții au format un parteneriat pentru a moderniza primele WindWings pe un mare transportator de vrac uscat Cargill la sfârșitul anului 2022. Cargill a anunțat planuri de a închiria cel puțin 20 de nave noi asistate de vânt în următorii ani.
Pânzele cu aripi pot reduce amprenta asupra mediului cu până la 45%

De asemenea, DNV a acordat un AiP sistemului de propulsie asistat de vânt AYRO Oceanwings 3.6.3 dezvoltat de VPLP Design. O navă RoRo de 121 de metri, programată pentru livrare în 2022, va avea patru vele-aripi automate Oceanwings. Se așteaptă ca aceștia să reducă amprenta asupra mediului a navei cu 20-45%.

AlfaWall Oceanbird, un joint venture între Wallenius și Alfa Laval, dezvoltă vele cu aripi rigide de tip aripi de avion pentru propulsia vântului și asistența vântului. Întregul concept Oceanbird, care include vele cu aripi, o carenă special concepută și recomandări de viteză/rută, este capabil să reducă emisiile cu până la 90 la sută. „S-au schimbat atât de multe cu tehnologia de când ne-am uitat ultima dată la puterea velei pentru propulsie”, reflectă Niclas Dahl, Managing Director, AlfaWall Oceanbird. „Automatizarea, senzorii, tehnologiile materialelor, planificarea rutelor, prognozele meteo, toate acestea împreună fac posibil să privim propulsia vântului într-o lumină cu totul nouă. Ne permite să facem lucruri pe care nu le-am fi putut face acum 15 ani.”
Demonstrat de Cousteau: aripi de aspirare

Pânzele de aspirare ale aripii măresc efectul de „ridicare” al profilului aerodinamic prin utilizarea unui ventilator în interiorul aripii pentru a aspira aer din straturile limită din jurul acesteia printr-o matrice de găuri mici. Tehnologia, implementată pentru prima dată cu succes de Jacques-Yves Cousteau pe nava sa Alcyone, a fost optimizată de eConowind. Două unități mobile, montate pe containere au fost furnizate pentru două nave de marfă generală și au fost realizate proiecte similare în Spania.
Zmeii s-au întors

Zmeele înregistrează o renaștere: o încercare pe mare de șase luni a unei vele automate inovatoare de zmeu va începe în 2022, când Airseas, un spin-off Airbus, va desfășura un zmeu demonstrativ de jumătate de dimensiune „Seawing” la bordul unei nave RoRo. Un vrachier alimentat cu GNL cu un sistem de zmeu Seawing este programat pentru livrare în 2024.

Finanțatorilor verzi le place propulsia vântului
Pe măsură ce vin date de performanță din toate aceste proiecte și alte proiecte WAPS, va fi fascinant să vezi beneficiile monetare negru pe alb. În plus, propulsia asistată de vânt poate face un proiect de construcție nouă mai atractiv pentru schemele de finanțare ecologică. Impozitarea carbonului și înăsprirea obiectivelor de decarbonizare vor spori atractivitatea propulsiei eoliene. Vestea bună, spune Jan-Henrik Hübner, Global Head of Shipping Advisory la DNV, este că limita de fezabilitate economică a fost deja atinsă și depășită, ținând cont de prețurile de astăzi la combustibil și de maturitatea tehnologiilor WAPS: „Fiecare tonă de combustibil un operator nu Nu trebuie să cumpărați este un profit suplimentar.” Vântul, la urma urmei, este bani!
Sursa: DNV, https://www.dnv.com/expert-story/maritime-impact/more-commercial-ships-utilize-wind-technologies-to-cut-emissions.html?utm_campaign=MA_22Q1_ART_Ind_373%20WAPS&utm_medium=email&utm_source= eloc

Leave a Comment