Hydro Motion
BN 240TU Delft je prvi u svijetu napravio brzi hidrokrilni trimaran pogonjen gorivim ćelijama. Vežite svoje pojaseve prilikom polijetanja!
Tim TU Delf već godinama projektira i gradi uspješna hidrokrilna plovila na solarni pogon. Upravo je to iskustvo koje su prikupili tijekom godina zaslužno za uspjeh projekta prvog hidrokrilnog plovila koje je pogonjeno samo gorivim ćelijama. S projektom Hydro Motion, 20 vrijednih članova sastavljenih od studenta koji su svoje školovanje stavili u mirovanje na godinu dana radilo je na iznimno izazovnom pothvatu koji su predstavili na Energy Boat Challenge koji se nedavno održao u Yacht Clubu Monaco. Nakon 15 godina, koliko rade na raznim inovativnim plovilima oni su odlučili napraviti veliki korak s prijelazom na vodik. Uz pomoć bivših studenata i partnerskih tvrtki, studenti su se prihvatili zahtjevnog izazova s kojim su postali dio nove struje u pogonu budućnosti. Naime pogon na gorive ćelije više nije neka alternativa već polako postaje mainstream. Ugradnja ove vrste pogona došla do faze da je i neki ozbiljni brodovi koriste za pogon, odnosno nadopunjavanje pogonskih brodskih baterija. Oni svojim projektom žele inspirirati pomorski i nautički sektor, koji je trenutno veliki potrošač fosilnih goriva, i zalažu se za brže promjene prema zelenijoj budućnosti plovidbe, posebno za veće brodove i velike udaljenosti gdje postoji potreba za medijem koji može pohraniti puno zelene energije u malom volumenu. Vodik je očito dobra opcija za to.
Hidrokrilni trimaran
Plovilo TU Deft tima se u potpunosti pogoni vodikom. Ovo je relativno novi razvojni put u nautici koji omogućuje učinkovito skladištenje zelene energije u plovilima, što je važno za plovidbu na velikim udaljenostima. U procesu pretvorbe energije vodik ne proizvodi ugljični dioksid i ima veliku gustoću energije od litij-ionskih baterija, što znači da samo mala količina vodika sadrži puno energije, zbog čega je vodik vrlo zanimljiv kao gorivo za skladištenje zelene energije.
Ovo trimaransko plovilo s hidrokrilima postiže maksimalnu brzinu od 40 km/h zahvaljujući posebnim podvodnim krilima na koja se trup izdiže iz vode nakon što postigne brzinu od 20 km/h (2 L prednja i zadnje T- krilo) i strujanja vode oko njih, čime se javlja uzgonska sila koja uzdiže trupove iznad površine vode, smanjujući im otpor i omogućuje bolje ponašanje plovila u glisiranju na valovima, što ovo 8 metarsko plovilo napravljeno od ugljičnih vlakana s 1.000 kg istisnine čini doista impresivnim. Plovilo na hidrokrilima se aktivno kontrolira sustavom kontrole visine senzorima. Tri senzora stalno mjere visinu i orijentaciju plovila šaljući signale upravljačkoj jedinici koja upravlja hidrokrilima te im mijenja poziciju i upadni kut za stabilnu plovidbu pri čemu su trupovi iznad vode čak 40 cm! S jedne strane priča se svodi na smanjenje otpora jer hidrokrila su oduvijek odlično rješenje, a s druge strane na performanse, odnosno prodornost i trupova katamarana i hidrokrila.
Pogonski dio
Plovilom upravljaju tri pilota smještena u upravljačkom kokpitu. Oni održavaju brzinu potrebnu za ekonomičnu hidrokrilnu plovidbu uz pomoć pogona i sustava koji automatski postavlja upadni kut hidrokrila i poziciju na visinu od 40 cm iznad mora. Da bi se osigurala energija za ovakav režim kretanja tu je spremnik vodika napravljen od ugljičnih vlakana koji skladišti 8 kg vodika pod tlakom od 350 bara, što je dovoljno za stvaranje 265 kWh u gorivim ćelijama. Gorive ćelije ugrađene u plovilo isporučio je Cummins, i radi se o modelu HyPM-HD30. Dio s gorivim ćelijama nalazi se u krmenom dijelu.
Sustav je izveden tako da vodik iz spremnika odlazi u sustav gorivih ćelija gdje se kemijska energija pretvara u električnu energiju. Molekula vodika odlazi iz spremnika u gorive ćelije, točnije, u membranu za izmjenu protona. Ona se ponaša poput filtra koji dopušta prolaz samo protona, dok se blokiraju elektroni. Zato kad molekula vodika dođe do membrane za izmjenu protona, ona se razdvoji na dva protona i dva elektrona. Protoni zatim prolaze kroz filtar kako bi se pridružili atomu kisika s druge strane kako bi nastala voda. Elektroni putuju oko filtra putem vodiča stvarajući električnu energiju. Zatim se električna energija uz pomoć DCDC konvertera skladišti u baterijskom paketu iz kojeg se kasnije koristi za pogon motora, elektroniku, opremu, itd.
Trofazni pogonski električni motor izveden je bez četkica, i on je ujedno najveći potrošač energije na plovilu sa snagom od 70 konjskih snaga (slično kao kod automobila Toyota Yaris). Motor pokreće brodski vijak putem mehaničkog prijenosa zupčanika i vratila. Motor, baterije, gorive ćelije i elektroniku svake minute hladi 60 litara vode koja prolazi kroz izmjenjivač topline u sustavu hlađenja.
Ovaj projekt je dokaz da u pomorskom odnosno nautičkom sektoru ima puno prostora za napredak. Kroz inovacije na području održivosti, svi mi doprinosimo boljoj i zelenijoj budućnosti. Zajedno svakako možemo napraviti promjene ili težiti da budemo dio njih. Imaginacija, puno rada i odricanja doveli su do ovog impresivnog ekološkog prototipa koji nam donosi budućnost i nadu u bolje sutra. Svakako iščekujemo više ovakvih projekata kako bi se potakle promjene i u okvirima pomorske industrije.
Tehnički podaci Cummins HyPM HD30 (33 kW)
- Maks. kontinuirana snaga: 33 kW
- Dimenzije: 950 x 1.630 x 265 mm
- Masa: 70 kg
- Gustoća energije: 0,5 kW/kg
- Radna struja: 0 do 500 Adc
- Radni napon: 60 do 120 Vdc
- Najveća iskoristivost: 55 %LHV
- Radni tlak: <120 kPa
