Репортаж от Wedoany，Исследователи Норвежского института технологических исследований (SINTEF) обнаружили, что упрощённые модели ветра, используемые в настоящее время в судоходной отрасли, приводят к серьёзным неточностям в данных об экономии топлива при использовании систем ветровой тяги. В связи с этим они запустили проект reSail для разработки оптимизированных решений, основанных на реальных морских условиях. Выбросы углерода от крупных грузовых судов, балкеров и танкеров составляют около 90% морского сектора, а альтернативы с нулевым уровнем выбросов, такие как водород, аммиак или полная электрификация, потребуют ещё нескольких лет для масштабирования. Перед лицом всё более строгих климатических норм судовладельцы начинают обращаться к ветровой тяге — самому древнему способу движения. Современный коммерческий флот оснащается высокими аэродинамическими конструкциями, называемыми системами ветровой тяги (WAPS), включая вращающиеся роторные паруса, использующие эффект Магнуса, вертикальные крыльевые паруса, а также передовые всасывающие паруса, которые с помощью внутренних вентиляторов протягивают воздух через поверхность.
Количество судов, использующих такие современные паруса, быстро растёт. В 2020 году их было всего 9, а сегодня уже 64, и десятки находятся в процессе переоборудования. Однако реальная эффективность вызывает вопросы: теоретически они должны значительно сокращать расходы на топливо, но на практике экономия топлива колеблется от 2% до 25%, что приводит к крайне нестабильным результатам. Чтобы выяснить причины, исследователи SINTEF запустили проект reSail. Их выводы показывают, что судоходная отрасль полагается на чрезмерно упрощённые модели ветра, которые не отражают реальные морские условия. «Мы более реалистично оценили ветровые условия и обнаружили, что они значительно отклоняются от теории ветра», — говорит исследователь SINTEF Янник Йосс. «Если использовать только стандартные ветровые профили, как это часто делается сегодня, результаты измерений будут неточными. Упрощённые допущения и симуляции недостаточны, поскольку они не учитывают сложность и изменчивость ветра».
По словам руководителя проекта Йосса, зависимость от этих чрезмерно упрощённых симуляций приводит к неточным данным. Для максимального снижения выбросов необходимы точные знания о реальном поведении ветра и расположении парусов, а также автоматическая настройка для оптимизации общей работы судна. Основная сложность заключается в самой конструкции: когда 22-метровый жёсткий парус крепится к огромному металлическому корпусу судна, оно изменяет окружающую среду, изгибая, блокируя и перемешивая ветер до того, как он достигнет паруса, создавая сложные микропотоки. Чтобы нанести на карту этот невидимый хаос, команда reSail оснастила химический танкер Bow Olympus, эксплуатируемый компанией Odfjell, высокочастотной системой лидара (LiDAR, обнаружение и измерение света), которая успешно отслеживала скорость и направление ветра с высокой точностью относительно движущегося судна. Исследователи направляли лазерные лучи в атмосферу и использовали эффект Доплера для отслеживания изменений света после отражения от частиц пыли в воздухе.
Данные, собранные с Bow Olympus, переведут исследование в фазу лабораторной оптимизации, сосредоточенной на трёх областях. Команда стремится определить аэродинамически оптимальное расположение парусов с помощью аэродинамической трубы Норвежского университета науки и технологий (NTNU), разработать систему прогнозирования для автоматической настройки парусов до наступления порывов ветра и интегрировать прогнозы ветра в реальном времени в навигационный компьютер, чтобы полностью оптимизировать работу судна. «Наша цель — сделать современные паруса более привлекательными для судов, тем самым способствуя необходимому сокращению выбросов в морском секторе», — добавил Йосс. Такие нормативы, как FuelEU Maritime, требуют сокращения выбросов от судоходства на 80% к 2050 году. Если проект reSail успешно сократит разрыв между теорией и реальностью, это может стабильно поднять экономию топлива выше отметки в 25%.
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
