Новый проект корабля на Филиппинах, Bangka, надеется стать низкоуглеродной альтернативой, работающей на волнах. Судно представляет собой гибридную модель, использующую несколько двигателей внутреннего сгорания для первоначального движения, но переключающуюся на энергию волн во время плавания по открытой воде.
Тримаран (или Бангка, как его называют) — обычное явление в филиппинских водах. Страна использовала эту конструкцию уже на своих первых военных кораблях, а затем приняла ее на своих традиционных парусных и рыбацких лодках. Будучи островным государством, Филиппины используют лодки, паромы и грузовые суда для перевозки людей и товаров через более чем 7000 островов. Но ее 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% выбросов автомобильного транспорта, но она ставит транспорт на один уровень с авиацией, на долю которой приходится 10,6% транспортных выбросов. А учитывая объемы мировой морской торговли, ожидается рост на 3,8% в год до 2023 г.Выбросы в морском секторе также могут возрасти.
Если рост морских перевозок не может быть отделен от выбросов.
Сила моря
Этот проект родился от 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 банга не опрокинулась набок»«, — говорит Сальвадор. «Но я также заметил, что каждый раз, когда волна сталкивается со стабилизатором, он постоянно реагирует на движение волны вверх и вниз. «Что, если бы мы могли преобразовать эту реакцию, — подумал я, — в электрическую энергию?» »
Принцип действия волновой энергии знаком каждому, кто бродил по морским водам. Иногда они достаточно сильны, чтобы подтолкнуть вас к берегу, или достаточно высоки, чтобы подтолкнуть вас дальше. Гибридный тримаран имеет преобразователь энергии волн в виде гидронасосов, встроенных в его стабилизаторы. Когда насосы движутся по волнам, они улавливают импульс этих волн, преобразуя их кинетическую энергию в электрическую. Эта энергия будет питать генератор, который будет поставлять электричество на корабль. Чем больше волн встречает тримаран, тем больше энергии он может производить из этих волн.
Банька, генезис
Строительство гибридного тримарана началось в 2018 году и завершилось в начале 2020 года. Тайфун 2019 года задержал реализацию проекта, а карантин Covid-19 приостановил его на некоторое время. Несмотря на эти проблемы, команда намерена завершить строительство судна 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 в гибридном тримаране может стать значительным шагом на пути к снижению потребности в экологически вредном топливе, таком как дизельное топливо, на Филиппинах. А поскольку энергия волн компенсирует использование бензина, Сальвадор и его команда стремятся сократить выбросы углекислого газа на корабле. треть по сравнению с самыми современными крупными судоходными линиями.
Тримаран имеет идеальную форму
Преобразователь волновой энергии особенно выигрывает от традиционной конструкции тримарана Bangka. «Волновая энергия требует движения одной части системы относительно другой», — говорит он. Роб Каваньяро, инженер-механик лаборатории морских наук Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории в США. «Для этой цели может подойти наличие стабилизаторов, которые можно поднять над центральной частью корпуса».
Кроме того, волны плотны с энергией: они могут быть действительно могущественными. На побережье волны могут достигать плотности мощности 60-70 киловатт на метр, в глубоководных районах. Например, в Великобритании и США 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 многое с очень малыми затратами.
Проблемы, с которыми приходится сталкиваться
Эффективное преобразование движения в энергию может оказаться непростой задачей. «На этом пути может быть много потерь: от трения в гидравлических системах до нагрева в электрогенераторе», — говорит Каваньяро. Оставшаяся инженерная задача — минимизировать эти потери. Еще одним препятствием может стать разработка преобразователя волновой энергии, достаточно маленького для размеров корабля. Преобразователи волновой энергии обычно развивают тем большую мощность, чем они больше, но если они настолько велики, что волны не могут их сдвинуть, они не смогут 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 будущее общественного морского транспорта на Филиппинах безопасным и экологичным с меньшим количеством выбросов, и мы видим, что тримаран воплощает это видение в жизнь», — говорит он.
Есть огромная разница между произнесением и выполнением бангка.
Пока, не забуду, гибридный тримаран — это пока прототип. «Поскольку у нас есть новые технологии для судна, нам нужен этап проверки технологий, прежде чем мы сможем приступить к полномасштабной коммерциализации», — говорит он. Ясмин Тироль, руководитель проекта. «Мы уже провели несколько тестовых моделей преобразователя энергии волн, но нам нужно оценить его реальную производительность и оптимизировать его».
Стоимость это еще одна проблема. Финансирование проекта составляет 76 миллионов филиппинских песо (1,5 миллиона евро), но, по оценкам Сальвадора, затраты на коммерческом уровне достигнут суммы, эквивалентной 5 миллионам или более на одно судно. Чтобы снизить расходы, не менее 80% деталей тримарана производятся на месте, а весь процесс производства и сборки осуществляется внутри страны.
Нынешний прототип представляет собой прототип «первой серии». Ожидается, что последуют более амбициозные и менее дорогие серии, в которых энергия волн будет использоваться почти или полностью для питания судна. Правда, чем сильнее волна, тем больше энергии, но плыть на полной скорости сквозь штормы никто не любит. Корабли, работающие на волнах, — это зарождающаяся технология, и еще предстоит выяснить, какой лучший способ черпать энергию из моря.
