technika
Autor: Lynn Freehill-Maye | dodano: 2021-01-18
Wirujące żagle

Fot. GETTY IMAGES

Wirujące żagle

Odświeżony wynalazek sprzed 100 lat pomoże zredukować ilość paliwa zużywanego przez statki

W 1926 roku statek handlowy Buckau przepłynął Atlantyk napędzany przez układ, który na pierwszy rzut oka przypominał dwa nadzwyczaj wysokie kominy. Pionowe walce dominujące jak wieże nad kadłubem, nazywane rotorami Flettnera, składały się na zadziwiający wynalazek niemieckiego inżyniera Antona Flettnera, który wykorzystywał wiejący wiatr, aby wytworzyć siłę popychającą statek. (Rozwiązanie zostało wtedy opisane na łamach Scientific American). Kiedy wiatr wieje prostopadle do kursu statku, rotory są wprawiane przez silniki w ruch obrotowy w taki sposób, że kierunek prędkości punktów na obwodzie walca po stronie dziobu jest zgodny z kierunkiem wiatru; dzięki temu powietrze ma większą prędkość przy powierzchni czołowej niż przy tylnej, co przekłada się na różnicę ciśnień, popychającą statek do przodu. Bilans energetyczny takiego wirującego żagla jest dodatni. Niestety, zanim konstrukcja miała szansę się upowszechnić, najpierw nadszedł wielki kryzys, a wkrótce potem wybuchła II wojna światowa. W rezultacie rotory Flettnera podobnie jak samochody elektryczne na niemal 100 lat znalazły się w cieniu paliw kopalnych.

Dopiero teraz, kiedy armatorzy kładą coraz większy nacisk na redukcję zużycia paliwa oraz emisji spalin, wynalazek zyskał nową szansę. Przykładem jest wyposażenie kontenerowca SC Connector o wyporności 12 000 t w 35-metrowe rotory Flettnera, które mogą być pochylane prawie do pozycji poziomej, kiedy jednostka przepływa pod mostem lub linią wysokiego napięcia. Nowe rotory wymagają napędu elektrycznego, ale, jak wyjaśnia producent firma Norsepower, pozwalają zredukować zużycie paliwa o 20% i emisję spalin o 25%.

SC Connector to jeden ze stale rosnącej grupy statków z napędem wspomaganym przez rotory Flettnera, które według SSPA, szwedzkiej firmy konsultingowej upowszechniającej nowoczesne technologie w dziedzinie żeglugi, będą pływać w różnych zakątkach świata pod koniec tego roku. Konstruktorzy pracują nad wykorzystaniem innych technik napędu wiatrowego, na przykład żagli przypominających latawce. Sofia Werner, która w SSPA kieruje zespołem analizującym sprawność napędu, wyjaśnia, że rotory Flettnera są najprostszym rozwiązaniem. Można je szybko zainstalować na istniejących statkach, a następnie wykorzystywać zależnie od panujących warunków. „Rozwiązanie jest całkiem proste, łatwe do zrozumienia i bezpieczne – przekonuje Werner. – Rzuca się też w oczy, co jest korzystne ze względu na marketing.”

Międzynarodowa Organizacja Morska, wyspecjalizowana agenda Organizacji Narodów Zjednoczonych, wyznaczyła ambitne cele w zakresie dekarbonizacji w dziedzinie napędu, a Unia Europejska rozpoczęła finansowanie badań nad rozwojem rotorów. Organizacja International Windship Association przekonuje, że przeciwdziałanie zmianom klimatycznym i łatwość instalacji czynią napęd wiatrowy atrakcyjnym wyborem. „Żagle [w latach 20.] chciano uznać za przeżytek, ponieważ na paliwach można było zarabiać – wyjaśnia Gavin Allwright, sekretarz generalny organizacji. – Dziś niewiele się zmieniło, ponieważ nie da się sprzedawać wiatru. Patrzę w przyszłość optymistycznie, ponieważ kiedy ważnym problemem stała się dekarbonizacja, okazało się, że [paliwa alternatywne] mają wprawdzie wielki potencjał, ale potrzeba przynajmniej 5–10 lat na wdrożenie odpowiednich rozwiązań. A wiatr możemy wykorzystać na statkach już dziś.”

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 01/2021 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
02/2021
10/2020 - specjalny
Kalendarium
Luty
27
W 1932 r. James Chadwick ogłosił na łamach tygodnika Nature odkrycie neutronu.
Warto przeczytać
Natura szaleje. Gdy dojdziemy do podstawowych praw fizyki, do samego fundamentu, znajdziemy się w domenie szaleństwa i chaosu, gdzie wiedza staje się wyobraźnią i odwrotnie. To miejsce, w którym na każdym kroku czają się wszechświaty równoległe i zadziwiające paradoksy, a przedmioty nie muszą zważać na przestrzeń ani czas.

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Lynn Freehill-Maye | dodano: 2021-01-18
Wirujące żagle

Fot. GETTY IMAGES

Wirujące żagle

Odświeżony wynalazek sprzed 100 lat pomoże zredukować ilość paliwa zużywanego przez statki

W 1926 roku statek handlowy Buckau przepłynął Atlantyk napędzany przez układ, który na pierwszy rzut oka przypominał dwa nadzwyczaj wysokie kominy. Pionowe walce dominujące jak wieże nad kadłubem, nazywane rotorami Flettnera, składały się na zadziwiający wynalazek niemieckiego inżyniera Antona Flettnera, który wykorzystywał wiejący wiatr, aby wytworzyć siłę popychającą statek. (Rozwiązanie zostało wtedy opisane na łamach Scientific American). Kiedy wiatr wieje prostopadle do kursu statku, rotory są wprawiane przez silniki w ruch obrotowy w taki sposób, że kierunek prędkości punktów na obwodzie walca po stronie dziobu jest zgodny z kierunkiem wiatru; dzięki temu powietrze ma większą prędkość przy powierzchni czołowej niż przy tylnej, co przekłada się na różnicę ciśnień, popychającą statek do przodu. Bilans energetyczny takiego wirującego żagla jest dodatni. Niestety, zanim konstrukcja miała szansę się upowszechnić, najpierw nadszedł wielki kryzys, a wkrótce potem wybuchła II wojna światowa. W rezultacie rotory Flettnera podobnie jak samochody elektryczne na niemal 100 lat znalazły się w cieniu paliw kopalnych.

Dopiero teraz, kiedy armatorzy kładą coraz większy nacisk na redukcję zużycia paliwa oraz emisji spalin, wynalazek zyskał nową szansę. Przykładem jest wyposażenie kontenerowca SC Connector o wyporności 12 000 t w 35-metrowe rotory Flettnera, które mogą być pochylane prawie do pozycji poziomej, kiedy jednostka przepływa pod mostem lub linią wysokiego napięcia. Nowe rotory wymagają napędu elektrycznego, ale, jak wyjaśnia producent firma Norsepower, pozwalają zredukować zużycie paliwa o 20% i emisję spalin o 25%.

SC Connector to jeden ze stale rosnącej grupy statków z napędem wspomaganym przez rotory Flettnera, które według SSPA, szwedzkiej firmy konsultingowej upowszechniającej nowoczesne technologie w dziedzinie żeglugi, będą pływać w różnych zakątkach świata pod koniec tego roku. Konstruktorzy pracują nad wykorzystaniem innych technik napędu wiatrowego, na przykład żagli przypominających latawce. Sofia Werner, która w SSPA kieruje zespołem analizującym sprawność napędu, wyjaśnia, że rotory Flettnera są najprostszym rozwiązaniem. Można je szybko zainstalować na istniejących statkach, a następnie wykorzystywać zależnie od panujących warunków. „Rozwiązanie jest całkiem proste, łatwe do zrozumienia i bezpieczne – przekonuje Werner. – Rzuca się też w oczy, co jest korzystne ze względu na marketing.”

Międzynarodowa Organizacja Morska, wyspecjalizowana agenda Organizacji Narodów Zjednoczonych, wyznaczyła ambitne cele w zakresie dekarbonizacji w dziedzinie napędu, a Unia Europejska rozpoczęła finansowanie badań nad rozwojem rotorów. Organizacja International Windship Association przekonuje, że przeciwdziałanie zmianom klimatycznym i łatwość instalacji czynią napęd wiatrowy atrakcyjnym wyborem. „Żagle [w latach 20.] chciano uznać za przeżytek, ponieważ na paliwach można było zarabiać – wyjaśnia Gavin Allwright, sekretarz generalny organizacji. – Dziś niewiele się zmieniło, ponieważ nie da się sprzedawać wiatru. Patrzę w przyszłość optymistycznie, ponieważ kiedy ważnym problemem stała się dekarbonizacja, okazało się, że [paliwa alternatywne] mają wprawdzie wielki potencjał, ale potrzeba przynajmniej 5–10 lat na wdrożenie odpowiednich rozwiązań. A wiatr możemy wykorzystać na statkach już dziś.”