Новый проект корабля на Филиппинах, Bangka, надеется представить альтернативу с низким уровнем выбросов углерода и волновым двигателем. Корабль представляет собой гибридную модель, которая использует несколько двигателей внутреннего сгорания для начального движения, но переключается на энергию волн во время движения в открытой воде.
Тримаран (или бангка, как его называют) — обычное явление в филиппинских водах. Страна воспользовалась этой конструкцией уже на своих первых военных кораблях, поэтому она приняла ее для своих традиционных парусников и рыбацких лодок. Будучи островным государством, Филиппины используют лодки, паромы и торговые суда для перевозки людей и товаров на более чем 7000 островов. Но его флот грузовых и пассажирских судов является одним из крупнейших источников выбросов парниковых газов в стране. В 2012 году транспорт был вторым по величине источником выбросов парниковых газов в энергетическом секторе Филиппин после отопления и электричества.
Во всем мире 9% всех транспортных выбросов приходится на международные и прибрежные перевозки. Это небольшая цифра по сравнению с 72% от автомобильного транспорта, но она ставит транспорт на один уровень с авиацией, на долю которой приходится 10,6% транспортных выбросов. А при том объеме мировой морской торговли, который ожидается рост с 3,8% в год к 2023 г.Выбросы в морском секторе также могут возрасти.
Если рост морских перевозок не может быть отделен от выбросов.
Сила моря
Этот проект родился из идеи Джонатан Сальвадор, морской инженер и владелец судостроительной компании Металлика Морская Консультация, Изготовление и Услуги, Джонатан был немедленно вдохновлен традиционным дизайном бангка. "Задача стабилизаторов - обеспечить устойчивость, чтобы банька не опрокинулась набок", — говорит Сальвадор. «Но я также заметил, что каждый раз, когда волна попадает в стабилизатор, он постоянно реагирует на движение волны вверх и вниз. Что, если бы мы могли преобразовать эту реакцию, подумал я, в электрическую энергию? "
То, как работает волновая энергия, знакомо каждому, кто бродил по морским водам. Иногда они достаточно сильны, чтобы вытолкнуть вас на берег, или достаточно высоки, чтобы вытолкнуть вас дальше. Гибридный тримаран имеет преобразователь волновой энергии в виде гидронасосов, встроенных в его стабилизаторы. Когда насосы движутся сквозь волны, они улавливают импульс этих волн, преобразовывая свою кинетическую энергию в электрическую энергию. Эта энергия пойдет на питание генератора, который будет снабжать корабль электричеством. Чем больше волн встречает тримаран, тем больше энергии он может производить из этих волн.
Банька, генезис
Строительство гибридного тримарана начинается в 2018 году и завершается в начале 2020 года. Тайфун в 2019 году задерживает проект, а карантин на Covid-19 приостановил его на время. Несмотря на эти трудности, команда намерена завершить строительство корабля к концу 2020 года, а трехмесячные ходовые испытания запланированы на первый квартал 2021 года. Ожидается, что корабль сможет перевозить 100 пассажиров, четыре фургона и 15 мотоциклов.
Есть надежда, что прототип волнового катера станет первым из серии все более амбициозных проектов, направленных на отказ от ископаемого топлива.
Использование энергии волн гибридным тримараном может стать важным шагом на пути к снижению потребности в экологически вредных видах топлива, таких как дизельное топливо, на Филиппинах. А поскольку энергия волн компенсирует использование бензина, Сальвадор и его команда стремятся сократить выбросы углекислого газа с корабля. треть по сравнению с самыми современными крупными судоходными линиями.
Тримаран имеет идеальную форму
Преобразователь волновой энергии особенно выигрывает от традиционной конструкции тримарана Bangka. «Энергия волн требует, чтобы одна часть системы двигалась относительно другой», — говорит он. Роб Каваньяро, инженер-механик лаборатории морских наук Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории в США. «Наличие стабилизаторов, которые можно поднять над центральным корпусом, может подойти для этой цели».
Кроме того, волны плотны с энергией: они могут быть действительно мощными. На побережье волны могут достигать плотности мощности 60-70 киловатт на метр в районах с глубокой водой. В Соединенном Королевстве и Соединенных Штатах, например, средняя плотность мощности волн составляет от 40 до 60 кВт на метр. Если вы сможете перевести эту энергию в другие полезные формы, вы сможете сделать очень многое, используя очень мало.
Проблемы, с которыми приходится сталкиваться
Эффективное преобразование движения в энергию может быть сложной задачей. «По пути может быть много потерь, от трения в гидравлических системах до нагревания в электрогенераторе», — говорит Каваньяро. Оставшаяся инженерная задача состоит в том, чтобы свести к минимуму эти потери. Еще одним препятствием может стать конструкция преобразователя волновой энергии, достаточно маленького для размера корабля. Преобразователи волновой энергии обычно развивают большую мощность, поскольку они большие, но если они настолько велики, что волны не могут их двигать, они не могут на самом деле набрать импульс.
Тем не менее, частная компания в Боракае, популярном туристическом острове в стране, уже проявила интерес к эксплуатации корабля после его запуска, говорит он Рэйчел Гавана, старший научный сотрудник Филиппинского совета по исследованиям и разработкам в области промышленности, энергетики и новых технологий, курировавший разработку тримарана. «Мы представляем, что будущее общественного морского транспорта на Филиппинах безопасно и экологично с меньшими выбросами, и мы видим, что тримаран воплощает это видение в жизнь», — говорит он.
Между тем, чтобы сказать и сделать банку, есть море
Пока не забываю, гибридный тримаран пока прототип. «Поскольку у нас есть новые технологии для лодок, нам нужен этап технологической проверки, прежде чем мы сможем перейти к крупномасштабной коммерциализации», — говорит он. Ясмин Тироль, руководитель проекта. «Мы уже провели несколько тестовых моделей преобразователя волновой энергии, но нам нужно изучить его реальную производительность и оптимизировать ее».
Стоимость это еще одна проблема. Финансирование проекта составляет 76 миллионов филиппинских песо (1,5 миллиона евро), но, по оценкам Сальвадора, коммерческие затраты достигают эквивалента 5 миллионов или более на одно судно. Чтобы снизить расходы, не менее 80% деталей тримарана закупаются на месте, а весь процесс производства и сборки осуществляется внутри страны.
Нынешний - это прототип "первой серии". Должны последовать более амбициозные и менее дорогие серии, в которых энергия волн будет использоваться почти полностью или полностью для питания корабля. Правда, чем сильнее волна, тем больше энергии, но никто не любит плыть на полном ходу посреди бури. Корабли с волновой энергией — это зарождающаяся технология, и лучший способ получать энергию из моря еще предстоит найти.
