Υποστήριξη νέων τεχνολογιών για πιο πράσινη ναυτιλία
Οι περιβαλλοντικές ανησυχίες επηρεάζουν μια μεγαλύτερη ανάγκη για ανανεώσιμες και βιώσιμες πηγές ενέργειας σε όλο τον κόσμο, με τις εξειδικευμένες τεχνολογίες να βρίσκονται στην πρώτη γραμμή νέων σχεδίων και λύσεων. Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις της ναυτιλίας περιλαμβάνουν την ατμοσφαιρική ρύπανση, τη ρύπανση των υδάτων, την ακουστική και τη ρύπανση από πετρέλαιο. Τα εμπορικά πλοία ευθύνονται για περισσότερο από το 18 τοις εκατό ορισμένων ατμοσφαιρικών ρύπων, συμπεριλαμβανομένων των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου. Ο Διεθνής Ναυτιλιακός Οργανισμός (IMO) εκτιμά ότι οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα από τη ναυτιλία ήταν ίσες με το 2,2% των παγκόσμιων ανθρωπογενών εκπομπών το 2012 και αναμένει ότι θα αυξηθούν από 50 έως 250 τοις εκατό έως το 2050, εάν δεν ληφθούν μέτρα.
Υπάρχει η αντίληψη ότι η μεταφορά φορτίου με πλοίο είναι χαμηλή σε ατμοσφαιρικούς ρύπους, γιατί για ίσο βάρος και απόσταση είναι η πιο αποτελεσματική μέθοδος μεταφοράς. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα σε σύγκριση με τις αεροπορικές μεταφορές εμπορευμάτων. Ωστόσο, επειδή οι θαλάσσιες αποστολές αντιπροσωπεύουν πολύ μεγαλύτερη ετήσια χωρητικότητα και οι αποστάσεις είναι συχνά μεγάλες, οι εκπομπές της ναυτιλίας είναι παγκοσμίως σημαντικές. Μια δυσκολία είναι ότι το αυξανόμενο ποσό αποστολής από έτος σε έτος υπερκαλύπτει τα κέρδη σε απόδοση, όπως το αργό άτμισμα και τα βελτιωμένα σχέδια. Η αύξηση των τονοχιλιομέτρων των θαλάσσιων μεταφορών ήταν κατά μέσο όρο 4 τοις εκατό ετησίως από τη δεκαετία του 1990. Υπάρχουν τώρα πάνω από 100.000 πλοία μεταφοράς στη θάλασσα, από τα οποία περίπου 6.000 είναι μεγάλα πλοία μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων.
Το 2019, νέα νομοθεσία όριζε ότι όλα τα νέα πλοία για τα ύδατα του Ηνωμένου Βασιλείου που παραγγέλθηκαν από το 2025 θα πρέπει να σχεδιάζονται με «τεχνολογίες με δυνατότητα μηδενικών εκπομπών». Αυτή η δέσμευση ορίζεται στο Σχέδιο Καθαρής Θάλασσας, μέρος της κυβερνητικής στρατηγικής για τον καθαρό αέρα, η οποία στοχεύει στη μείωση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης σε όλους τους τομείς για την προστασία της δημόσιας υγείας και του περιβάλλοντος. Θα συμβάλει επίσης στην υλοποίηση της δέσμευσης του Ηνωμένου Βασιλείου να μηδενίσει τα αέρια του θερμοκηπίου έως το 2050. Καθώς οι ναυτιλιακές βιομηχανίες αρχίζουν να αντιμετωπίζουν ζητήματα κλιματικής αλλαγής, τα λιμάνια και οι ναυτιλιακές εταιρείες αναζητούν εναλλακτικές λύσεις χωρίς άνθρακα δοκιμάζοντας πιθανές λύσεις για πλοία. Η απαίτηση να κάνουμε μια κίνηση προς μια πιο πράσινη ναυτιλία είναι επικείμενη.
Τεχνολογία Ανεμοκίνησης
Για την αντιμετώπιση του προβλήματος της παγκόσμιας εμπορικής ναυτιλίας, έχει αξιολογηθεί η εισαγωγή της WPT (Wind Propulsion Technology). Σύμφωνα με ορισμένες πρόσφατες μελέτες, η υποβοηθούμενη από τον άνεμο πρόωση πλοίων που χρησιμοποιεί άκαμπτα φτερά, πανιά, «χαρταετούς», ρότορες Magnus ή άλλες νέες συσκευές σε ορισμένους συγκεκριμένους τύπους πλοίων, όπως πλοία μεταφοράς χύδην φορτίου και δεξαμενόπλοια, έχουν τη δυνατότητα εξοικονόμησης καυσίμων και μείωσης εκπομπών περίπου 10%.
Η Windship Technology Ltd, σε μια ιδέα ισχύος πανιών που αναπτύσσεται από μια κοινοπραξία βασικών παραγόντων στην παγκόσμια ναυτιλιακή βιομηχανία, έχει εξελίξει τις τελευταίες εξελίξεις στον σχεδιασμό πτερυγίων ανεμογεννητριών και σύνθετες λύσεις υψηλής απόδοσης για να επιτύχει πολύ υψηλότερη μείωση εκπομπών κατά 30% κατά μέσο όρο. Ο πρωτότυπος σχεδιασμός τους θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο τα αυριανά πλοία μεταφέρουν αγαθά στους ωκεανούς του κόσμου.
Η λύση, γνωστή ως Windship Auxiliary Sail Propulsion System (WASPS), χρησιμοποιεί τεχνολογία πανιών με σταθερά φτερά, σύμφωνα με την οποία τρεις ιστοί εγκατεστημένοι στο κατάστρωμα ενός σκάφους θα έχουν τρία αεροδυναμικά πανιά συμπαγών πτερύγων για να εκμεταλλεύονται τη δύναμη του ανέμου. Χρησιμοποιώντας την τεχνογνωσία τους στον σχεδιασμό πλοίων και την τεχνολογία σύνθετων υλικών, οι εξέδρες ιστού είναι κατασκευασμένες με υψηλή τεχνολογία για απόδοση, αντοχή, ελαφρύ βάρος και αποδοτικότητα, ώστε να διασφαλίζεται η μέγιστη κινητήρια δύναμη. Η εξέδρα 48m της Windship Technology μπορεί να αποθηκευτεί στο κατάστρωμα μέσω μιας μοναδικής, καινοτόμου λύσης στοιβασίας για να βοηθήσει την πλοήγηση στο λιμάνι και τη διαχείριση φορτίου. Η σύνθετη δομή του βασίζεται στην τεχνολογία και το σχεδιασμό της βιομηχανίας ανεμογεννητριών, εξασφαλίζοντας αξιοπιστία και μακροζωία άνω των 25 ετών.
Σχεδιασμός Πλοίου Πραγματικών Μηδενικών Εκπομπών
Η τεχνική ομάδα της Windship Technology ανέπτυξε περαιτέρω ένα νέο ηλεκτρικό σύστημα κίνησης πετρελαιοκίνητου πλοίου που εξαλείφει CO2, NOX, SOX και σωματίδια στο True Zero, ενώ παράλληλα ενσωματώνει μεγάλες ηλιακές συστοιχίες, δέσμευση άνθρακα, βελτιστοποιημένα σχήματα κύτους και εξειδικευμένο λογισμικό δρομολόγησης καιρού στη συνολική σχεδίαση πακέτο.
Ο καθηγητής Philip Wilson, πρώην καθηγητής Δυναμικής Πλοίων στο Τμήμα Επιστήμης Πλοίων στο Πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον, είναι πεπεισμένος από τη λύση της Windship Technology λέγοντας: «Η ολιστική προσέγγιση αποδεικνύεται σε αυτή τη λύση όπου η αιολική ενέργεια, η ηλιακή ενέργεια και η μείωση των επιβλαβών εκπομπών καυσαερίων σε αποτελεσματική μηδενικά, όλα συγκεντρώνονται, σημαίνει ότι επιτέλους υπάρχει μια σχεδιαστική λύση που μπορεί να υπερασπιστεί ο Διεθνής Ναυτιλιακός Οργανισμός για να επιτύχει τις απαιτήσεις του για «τουλάχιστον» μηδενικές εκπομπές άνθρακα».
Ο διεθνής νηογνώμονας και νηογνώμονας DNV θα διενεργήσει επαλήθευση τόσο από έξω όσο και από μέσα προς τα έξω για να αξιολογήσει πλήρως τον σχεδιασμό ολόκληρου του πλοίου της Windship Technology με σκοπό την ταξινόμηση των μειώσεων εκπομπών, της ασφάλειας και της λειτουργικότητας.
Το κατοχυρωμένο με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας σύστημα εξέδρας Windship, σχεδιασμένο στο Ηνωμένο Βασίλειο, θεωρείται σταθερά ως το πιο ισχυρό αιολικό σύστημα εξοικονόμησης καυσίμων και εκπομπών στην αγορά, το οποίο θα βοηθήσει ουσιαστικά τη ναυτιλιακή βιομηχανία να προχωρήσει πιο κοντά στην επίτευξη της μείωσης των εκπομπών ρύπων. Ο ΙΜΟ πρόσφατα αναγνώρισε την αιολική πρόωση ως μία από τις λύσεις για τη ναυτιλιακή βιομηχανία για την επίτευξη των στόχων απαλλαγής από τις ανθρακούχες εκπομπές.
Προκειμένου η ναυτιλιακή βιομηχανία να υιοθετήσει αυτές τις νέες τεχνολογίες, η ακριβής ανάλυση των πιθανών εξοικονομήσεων και των αποτελεσμάτων πρέπει να παρουσιαστεί σε όλους τους εμπλεκόμενους φορείς. Για να επιτευχθεί αυτό, απαιτούνται βελτιωμένες τεχνικές προσομοίωσης για τη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού και της δρομολόγησης. Πρέπει να ληφθούν υπόψη διάφοροι παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της αεροδυναμικής των συσκευών παραγωγής ώσης, της υδροδυναμικής του σκάφους, του συστήματος πρόωσης και της βέλτιστης δρομολόγησης.
Υπολογιστικές Δυναμικές Προσομοιώσεις Ρευστών
Χάρη στη διάσημη εμπειρία μας και την εξειδικευμένη τεχνολογία μας, είμαστε σε θέση να προσφέρουμε μια ολιστική ανάλυση των πλεονεκτημάτων της Τεχνολογίας Ανεμοκίνησης (WPT). Αποτελούμε μέρος της ομάδας ανάπτυξης Windship, στην οποία ανατέθηκε η εκτέλεση ενός εκτενούς προγράμματος Computational Fluid Dynamic, το πρώτο στάδιο ήταν η περαιτέρω βελτίωση του σχεδιασμού και της απόδοσης των συμπαγών πτερυγίων.
Ο Dr.-Ing Rodrigo Azcueta, Διευθύνων Σύμβουλος της Cape Horn Engineering, σχολιάζει «Είμαστε εξαιρετικά περήφανοι που είμαστε μέλος της ομάδας με επικεφαλής την Windship Technology για αυτό το συναρπαστικό έργο, τρέχοντας ένα πρόγραμμα Computational Fluid Dynamic για περαιτέρω βελτίωση του σχεδιασμού των συμπαγών φτερών . Ένας από τους βασικούς στόχους του έργου μας είναι να παρέχουμε μια σαφέστερη, αμερόληπτη και πιο λεπτομερή ανάλυση των νέων διαθέσιμων τεχνολογιών. Αυτό επιτρέπει στα ενδιαφερόμενα μέρη να είναι σίγουροι για την επένδυση πιο πράσινης τεχνολογίας. Τα αναλυτικά στοιχεία που παρέχονται θα δώσουν στις επιχειρήσεις μια σαφέστερη κατανόηση των πιθανών εξοικονομήσεων που μπορούν να πραγματοποιηθούν με την εφαρμογή των πράσινων συστημάτων πρόωσης. Χωρίς σημαντικά μέτρα μετριασμού, προβλέπεται ότι η παγκόσμια ναυτιλιακή βιομηχανία θα μπορούσε να αντιπροσωπεύει σχεδόν το ένα πέμπτο των εκπομπών άνθρακα έως το 2050».
Ένα πλήθος διαμορφώσεων σχήματος-συγκροτήματος πτερυγίων αναλύθηκε σε διάφορες συνθήκες ανέμου. Συνολικά, πραγματοποιήθηκαν και αναλύθηκαν σχεδόν χίλιες προσομοιώσεις CFD υψηλής πιστότητας. Οι προσομοιώσεις χρησιμοποιήθηκαν για τη δημιουργία μοντέλων δύναμης που απαιτούνται για την περιγραφή της υδροδυναμικής και αεροδυναμικής συμπεριφοράς του σκάφους. Οι συνθήκες λειτουργίας για τις συσκευές WPT είναι η φαινομενική γωνία και ταχύτητα ανέμου, η διάτμηση του ανέμου και η κλίση του ανέμου (μεταβολή της ταχύτητας και της κατεύθυνσης του ανέμου με ύψος πάνω από την επιφάνεια του νερού) και η γωνία προσβολής των πτερυγίων και των πτερυγίων του.
Επιτεύχθηκε μια διψήφια ποσοστιαία βελτίωση στην αεροδυναμική απόδοση του συγκροτήματος πτερυγίων. Ορισμένα επιλεγμένα σημεία προσομοίωσης συγκρίθηκαν και επικυρώθηκαν με τη δοκιμή της αεροσήραγγας, καθώς και με την προηγούμενη ανάλυση CFD που παρείχε η Lloyds Register. Εμπειρογνώμονες από τη μονάδα Wolfson (Πανεπιστήμιο του Southampton) συμμετείχαν επίσης στην ανάλυση των αποτελεσμάτων CFD. Θήκες ακραίου φορτίου ανέμου παραδόθηκαν σε δομικούς εμπειρογνώμονες από το Gurit για τη διασφάλιση του βέλτιστου βάρους και ασφάλειας των κατασκευών.
Βασικοί εμπειρογνώμονες του κλάδου, υποψήφιοι πελάτες στους τομείς της ναυτιλίας, των εμπορευμάτων και των πετροχημικών, μαζί με κυβερνητικούς αξιωματούχους του Ηνωμένου Βασιλείου παρευρέθηκαν στην αεροδυναμική σήραγγα RJ Mitchell του Πανεπιστημίου του Σαουθάμπτον για να δουν τη δοκιμή του μοντέλου Windship Technology τον Φεβρουάριο του 2020.
Ο Simon Rogers, Τεχνικός Διευθυντής της Windship δήλωσε: «Είμαστε ενθουσιασμένοι με τα αποτελέσματα των δοκιμών της αεροδυναμικής σήραγγας, επικυρώνουν τη μοντελοποίησή μας CFD και δείχνουν περαιτέρω πώς θα βοηθήσουμε τη ναυτιλιακή βιομηχανία να μειώσει σημαντικά τις εκπομπές CO2. Είμαστε σε συζητήσεις με πιθανούς συνεργάτες ανάπτυξης για την κατασκευή και εγκατάσταση του πρωτότυπου συστήματος.
Αυτά τα περιβαλλοντικά οφέλη πρέπει να πραγματοποιηθούν το συντομότερο δυνατό. Όσο πιο γρήγορα χρησιμοποιούνται αυτά τα συστήματα πρόωσης εξοικονόμησης καυσίμου, τόσο πιο γρήγορα μειώνονται οι ημερήσιες εκπομπές. Επί του παρόντος, υπάρχουν πολύ λίγα πλοία σε λειτουργία που εκμεταλλεύονται τη δύναμη του ανέμου για πρόωση, και δεν υπάρχουν πλοία σε λειτουργία που να εφαρμόζουν σχέδιο πτέρυγας. Το Ηνωμένο Βασίλειο ήταν πάντα ηγέτης στη ναυτιλιακή βιομηχανία, κάνουμε το επόμενο βήμα για να εδραιώσουμε τη θέση του Ηνωμένου Βασιλείου στην αγορά με τις προοδευτικές και καινοτόμες τεχνολογικές λύσεις».
Περαιτέρω βελτιστοποίηση σχεδιασμού
Περαιτέρω βελτιστοποίηση σχεδίασης CFD θα λάβει υπόψη το σκάφος της ιδέας Windship στο σύνολό του, συμπεριλαμβανομένης της υδροδυναμικής του πλοίου, του κινητήρα και της πρόωσης, της αεροδυναμικής και της βέλτιστης δρομολόγησης. Οι συνθήκες λειτουργίας του σκάφους θα είναι η ταχύτητα προώθησης και οι γωνίες μετατόπισης, φτέρνας και πηδαλίου. Επιπλέον, θα μοντελοποιηθούν και θα ληφθούν υπόψη ο άνεμος στις υπερκατασκευές και η πρόσθετη αντίσταση λόγω της κατάστασης της θάλασσας.
Ο Dr.-Ing Rodrigo Azcueta, σχολιάζει «Όταν πρόκειται για την κατασκευή ενός νέου πλοίου, ο σχεδιασμός πρέπει να βελτιστοποιηθεί ώστε να ταιριάζει αποτελεσματικά στα φτερά στο κατάστρωμα τόσο από επιχειρησιακή όσο και από άποψη απόδοσης. Η σχεδίαση χαρακτηριστικών της γάστρας, όπως σκελετοί ή καρίνες υδροσυλλεκτών, ενδέχεται να απαιτείται για την εξισορρόπηση της εγκάρσιας αστάθειας που προκαλείται από την εγκατάσταση του WPT. Η ύπαρξη ενός μοντέλου CFD που περιλαμβάνει τόσο τα υδροδυναμικά όσο και τα αεροδυναμικά τεχνουργήματα του σχεδιασμού θα επιτρέψει εξαιρετικά στοχευμένες βελτιστοποιήσεις σχεδιασμού. Επί του παρόντος, τα συστήματα αιολικής πρόωσης και ο σχεδιασμός του πλοίου θεωρούνται ως δύο οντότητες, επομένως σχεδιάζονται ανεξάρτητα. Είναι λογικό να πιστεύουμε ότι θα πρέπει να σχεδιαστούν στο σύνολό τους από το πιο πρώιμο στάδιο, λόγω της εξάρτησης κάθε πτυχής από την άλλη. Η διαδικασία βελτιστοποίησης και η προβλεπόμενη πιθανή απόδοση θα καθορίσουν τα βέλτιστα σημεία λειτουργίας με αποτέλεσμα τη χαμηλότερη απαιτούμενη ισχύ κινητήρα, την κατανάλωση καυσίμου και τις συνολικές εκπομπές ρύπων. Ο στόχος του έργου μας είναι να διευκολύνουμε την απορρόφηση των WPT. Επιπλέον, ελπίζουμε να επιτρέψουμε την εφαρμογή αυτών των τεχνολογιών στο συντομότερο δυνατό χρονικό διάστημα».
Κατηγορίες
- Partnerships (1)
- Podcast (1)
- Yachts (3)
- Ανακοινώσεις (4)
- Ανακύκλωση (1)
- Αυτόνομα σκάφη (4)
- Δελτία Τύπου (4)
- Διαγωνισμοί (8)
- Εκθέσεις (2)
- Εναλλακτικά καύσιμα (7)
- Ενέργεια & Περιβάλλον (4)
- Ένοπλες Δυνάμεις (2)
- Επιστήμη (2)
- Επιχειρήσεις (2)
- Έρευνα (4)
- Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο (3)
- Ηλεκτρικά & Υβριδικά πλοία (8)
- Ηλεκτρικά φέρρυ (15)
- Ηλιακά Σκάφη (2)
- Ιστορικές Αναφορές (3)
- Κλιματική αλλαγή (8)
- Κυβερνητικά νέα (3)
- Κυψέλες υδρογόνου (8)
- Λιμένες (1)
- Μαζικές μεταφορές (9)
- Μετατροπές (2)
- Μεταφορές εμπορευματοκιβωτίων (3)
- Ομιλίες (2)
- Παρουσιάσεις (13)
- Προγράμματα (1)
- Σκάφη αναψυχής (2)
- Σκάφη εργασίας (1)
- Σταθμοί φόρτισης (5)
- Συμμετοχές (5)
- Συνεισφορές (1)
- Συστήματα πρόσδεσης (1)