Мировая судостроительная отрасль в настоящее время переживает «ренессанс» ветроэнергетики. На палубах 6 грузовых судов были установлены цилиндры, которые вращаются под действием ветра, что облегчает работу дизельных двигателей и снижает расход топлива. Такие проекты, как гигантские воздушные змеи и телескопические мачты находятся в стадии реализации, в то время как паруса снова развеваются на небольших судах.
Последняя эволюция в «движении с помощью ветра» происходит из Японии. Eco Marine Power (EMP) недавно представила полномасштабную версию своей системы EnergySail в Морском техническом испытательном центре Onomichi. Жесткое прямоугольное устройство слегка изогнуто и может быть расположено на ветру для создания подъема, помогая судам двигаться вперед. Солнечные панели, построенные специально для морской промышленности, вдоль передней части судна, могут обеспечивать электроэнергией всё оборудование на борту.
Грег Аткинсон, технический директор EMP, говорит, что 4-метровый парус будет испытан на берегу в 2020 году для подготовки к морским испытаниям. Небольшая станция будет обеспечивать мощность 1 кВт, хотя всё еще стоит вопрос на тем, какой тип фотоэлектрического модуля использовать. По его словам, потенциал этой технологии еще не оценен.
EnergySail является частью крупнейшей технологической платформы, принадлежащей PMM. Компания, базирующаяся в Фукуоке, также разрабатывает интегрированную систему, которая включает в себя установленные на палубе солнечные батареи, аккумуляторные батареи, пригодные для повторного использования, системы зарядки и программное обеспечение, которое автоматически поворачивает паруса, чтобы захватывать оптимальное количество ветра или опускать устройства, когда не используются или в случае плохой погоды. Аткинсон отмечает, что движение EnergySail, главным образом для оптимизации производства энергии с помощью энергии ветра, может влиять на количество собираемой солнечной энергии, хотя панели все еще могут собирать солнечную энергию при растяжении.
Конечная цель стартапа - построить около дюжины EnergySails на грузовом корабле, у которого есть место на палубе. Модели показывают, что правильное размещение этих устройств может обеспечить экономию энергии до 15%, в зависимости от ветровых условий и размеров морского судна.
Гэвин Олрайт, секретарь Международной ассоциации ветроэнергетики, говорит, что эта цифра соответствует прогнозам для других ветроэнергетических технологий, которые могут помочь судам достичь экономии топлива от 5 до 20% по сравнению с обычными судами. Например, финская компания Norsepower недавно оснастила нефтяной танкер Maersk двумя лопастями ротора. Устройства снизили потребление топлива на корабле в среднем на 8,2% за 12-месячный период испытаний.
Судоходные компании все больше инвестируют в чистую энергию, поскольку международные регуляторы пытаются ограничить глобальные выбросы парниковых газов. Почти все торговые суда используют нефть или газ для перевозки товаров по всему земному шару, вместе они обеспечивают до 3% от общего объема выбросов в мире ископаемого топлива в мире. Альтернативы с нулевым уровнем выбросов, такие как водородные топливные элементы и двигатели, работающие на аммиаке, далеки от продажи. Привод от ветра - частичное, но немедленное решение.
EMP в сотрудничестве со своим подразделением EnergySail сотрудничает с Teramoto Iron Works, который в 1980-х годах создал первые жесткие полотна. Эти устройства под названием JAMDA, соответственно Японская ассоциация машиностроения, сокращают расход топлива для судов на 10-30% для небольших прибрежных судов, несмотря на технические проблемы. Однако эксперимент был недолгим. Падение цен на нефть препятствовало развитию с точки зрения повышения эффективности, и судовладельцы окончательно уничтожили их.
В настоящее время EMP ведет переговоры с несколькими владельцами судов, чтобы начать установку своей полной энергетической системы к концу этого года. Для испытаний в море, запуск намеревается установить установленную на палубе солнечную панель мощностью до 25 кВт, аккумуляторные блоки, компьютерные системы и один или два EnergySails. Аткинсон говорит, что тест может занять два-три года, чтобы проверить, может ли оборудование работать в суровых условиях, включая сильный ветер, соленую и агрессивную воду.
EMP начала тестировать несудоходную часть своей платформы отдельно. В мае 2019 года компания установила солнечную систему мощностью 1,2 кВт на крановое судно, принадлежащее сингапурской транспортной компании Masterbulk. Конфигурация также включает в себя аккумулятор VRLA на 3,6 киловатт-часа, изготовленный FurukawaBattery Co.
EMP ранее тестировал батареи Furukawa на корабле в Греции. В течение дня солнечные панели заряжали батареи, которые поддерживали стабильное напряжение и могли напрямую питать систему освещения корабля. Батареи также могут хранить избыточную солнечную энергию, чтобы свет оставался включенным ночью. Партнерам потребовалось около пяти лет тестирования, чтобы убедиться, что система стабильна.
Аткинсон говорит, что пандемия коронавируса до сих пор не помешала работе компании и не остановила ее планы на этот год.
«Мы можем выполнить большую работу по удаленному проектированию, используя облачные приложения», - говорит он. «Мы также можем использовать виртуальные аэродинамические трубы и приложения для большинства начальных проектных работ на этапе морских испытаний».
С другой стороны, во всей отрасли вспышка коронавируса наносит ущерб. Оллрайт говорит, что интерес судовладельцев к ветряным двигателям был «абсолютно безумным» еще несколько недель назад. «Теперь судоходные компании говорят:« Послушайте, мы не можем сейчас инвестировать в новые технологии, потому что мы пытаемся выжить », - сказал он.
Тем не менее, некоторые разработчики технологий все еще ускоряют свои дизайнерские работы, надеясь запустить проекты, как только отрасль вернется в нормальное русло. «Этот перерыв дает поставщикам еще 12 месяцев на то, чтобы эти вещи были протестированы и готовы к действию», - говорит Олрайт