„Vilson” osvaja svijet
BN 275Ove godine od 1. do 6. srpnja 2024. održalo se jedanaesto prestižno međunarodno natjecanje Monaco Energy Boat Challenge u organizaciji Yacht Club de Monaco (YCM) u kneževini Monako. Natjecanje vuče korijene od povijesnih susreta glisera u Monaku još u 1904. godini. Ovi susreti bili su proslava nautičkog umijeća i prikazali su najbolje u dizajnu i izvedbi tradicionalnih glisera. Međutim, kako je pozornost svijeta sve više usmjerena prema održivosti i alternativnoj energiji, tako se i fokus brodograditelja mijenjao. Upravo ta promjena fokusa označila je rođenje natjecanja Monaco Energy Boat Challengea. Posljednjih jedanaest natjecanja približava stanje razvoja tehnologije sustava prema elektromotornoj propulziji i obnovljivim izvorima energije. Prikazom komercijalno dostupnih „zelenih“ plovila ova natjecanja svjedoče da je budućnost već tu oko nas.
Natjecanje Monaco Energy Boat Challenge provodi se po strogim pravilima s plovilima u tri skupine:
- U skupini SOLAR CLASS osim dimenzija plovila, snage elektromotora, kapaciteta baterije propisano je i da jedini izvor energije za vrijeme plovidbe za dopunjavanje baterije smiju biti fotonaponski moduli smješteni na plovilu. Plovilo starta natjecateljsku disciplinu s napunjenom baterijom. U ovoj skupini ove godine natjecalo se 15 timova.
- U skupini ENERGY CLASS organizator je osigurao katamaranski trup, jednak za sve sudionike. Trup je dizajniran da bude u skladu s francuskom kategorijom C, što znači da je trup izgrađen da izdrži vjetrove do 6 Beauforta i visinu valova do 2 m. Natjecateljski tim je morao osmisliti, donijeti i na predviđena prihvatna mjesta trupa ugraditi svoj upravljački kokpit sa sustavom propulzije koji je uključivao spremnik energije do 10 kWh (baterija, vodik, gorive ćelije, zamašnjak,…). Jedan od izazova bio je s ograničenom količinom energije postići što bolje parametre plovidbe u četiri discipline natjecanja. U ovoj skupini natjecalo se 17 timova ove godine.
- U skupini OPEN SEA natječu se brodice do 12 m s obnovljivim izvorima energije za propulziju, a koje moraju moći prevoziti barem 3 osobe. Ove brodice moraju biti CE certificirane po klasi C. U OPEN SEA skupini želi se privući proizvođače plovila kako bi posjetitelji vidjeli stanje tržišta, a ne samo sveučilišne razvojne projekte iz SOLAR i ENERGY skupina. U ovoj skupini natjecalo se 15 timova ove godine.
Ovogodišnje jedanaesto natjecanje okupilo je 25 država iz cijelog svijeta, 40 sveučilišta, 50 natjecateljskih ekipa (od čega 10 ekipa s primjenom vodika). Moglo se vidjeti djelovanje i za natjecanje posebno pripremljenog E-pristaništa spremnog za punjenje spremnika energije plovila (električnom energijom i vodikom), prisustvovati izlaganjima primijenjenih inovativnih i komercijalnih tehničkih rješenja plovila na prigodnoj konferenciji, prisustvovati dvodnevnoj konferenciji s 40 govornika o primjeni vodika ili nazočiti susretu studenata s budućim poslodavcima.
Nastup Udruge primijenjenih tehničkih znanosti na natjecanju
Za Hrvatsku je nastupila po četvrti puta Udruga primijenjenih tehničkih znanosti (UPTZ) iz Rijeke s brojnim članovima udruge potpomognuta vanjskim suradnicima, sponzorima i podupirateljima. Ova udruga je Schrackov stari „znanac".
U ljeto 2021. na zamolbu voditelja udruge Ljubomira Pozdera i Petra Topljaka podržali smo ih bez razmišljanja dijelom električne opreme za plovilo "Delta One”. Osvojili su 3. mjesto u utrci ubrzanja, a za zalaganje i trud dobili su posebnu nagradu žirija „Coup de Coer" (u slobodnom prijevodu to je nagrada žirija koju dobiva samo jedan tim i izvan je svih kategorija natjecanja tj. to je nagrada za „nešto posebno"). S najmanjim budžetom (svega 8.000 €) napravili su više od onih koji su imali i do pedeset puta veće budžete!
U ljeto 2022. podržali smo ih dijelom električne opreme za rekreativno plovilo za utrke "TEREDO NAVALIS”. No došlo je do prodora mora u elektromotor na početku natjecanja što je za njih značilo kraj natjecanja.
U ljeto 2023. godine odlučili su se natjecati čak u dvije skupine i to s plovilom TEREDO NAVALIS u skupini SOLAR CLASS i s plovilom MALO VITRA u skupini SOLAR ENERGY CLASS. TEREDO NAVALIS završio je natjecanje na 8. mjestu od ukupno 13 timova ne iskoristivši prednosti glavnog aduta plovila – hidrokrila. Uvjeti na moru bili su teški pa hidrokrila jednostavno nisu „proradila" i plovilo se nije izdiglo iz mora. U ENERGY CLASS skupini bilo je nekoliko izazova: utrka izdržljivosti od 4 sata, slalom vožnja, utrka jedan na jedan po eliminacijskoj shemi dok se ne dobije pobjednik i brzinska utrka. U najzahtjevnijoj utrci izdržljivosti uz teško more s valovima i do 1,5 m osvojili su 3. mjesto, a na vožnji slaloma i eliminacijskoj utrci postigli su 5. mjesto što im je u kombinaciji donijelo 4. mjesto u ENERGY CLASS skupini.
U ljeto 2024. natjecali su se s plovilom VILSON u skupini SOLAR ENERGY CLASS i osvojili 2. mjesto u skupini. Na vratima Edukativne radionice Pomorskog fakulteta u rijeci gdje su razvijali projekt plovila Vilson piše: Znanjem plovimo svijetom, slika 1.
Slika 1. Znanjem osvajamo svijet
A kad uđete u tu radionicu oko zapaža jedan veliki stari brodski dizel motor (znamo sve što je Rijeka nekad imala!), a do njega plovilo Vilson. Ta radionica je upravo sraz starog i novog. Staro smo gotovo uništili zaostajanjem u praćenju tehnologije brodograđevne industrije (znam, znam, sigurno nije tako jednostavno kako je napisano), ali evo „neki novi klinci" se opet počinju igrati brodogradnje i gle, znanjem osvajaju svijet!!!
Slika 2. U mnoštvu zastava jedna je naša
Članovi UPTZ-a osnovali su natjecateljski tim „Adria Energy Boat Team", a u njemu su ove godine sudjelovali studenti Pomorskog fakulteta: Martin Nikolla kao pilot, voditelj projekta i elektro tima Martin Mozetič, tajnica udruge Pia Biondić, brodostrojari Ante Vrkić, Marino Mikelić, Mario Sternak, Matija Šarić, Hrvoje Šušak, Aleksandar Banjanin, Tino Načinović. Potom studenti Tehničkog fakulteta u Rijeci: Karlo Džafić, Ivana Tus i Marko Kozlov, a tu je i student brodogradnje Petar Palić. Mentorirali su ih inženjeri brodogradnje, strojarstva i fizike: Nora Mišković, Damir Edward Katkhuda, Petar Topljak, Nikola Budimir, Jakov Mozetič. Oko elektrike tu su pak mentori bili stari lisci ovih natjecanja Stefano Beaković i Damir Lukšić. Natjecanje je medijski pratio i marketing tim vanjskih suradnika u sastavu: Mateo Levak, Miloš Aničić, Krešimir Nikolić i novinarka Nika Takšić. Doktor medicine Vinko Grubišić se pažljivo brinuo o članovima tima tijekom godine, ali i na natjecanju. Među 17 ekipa, Adria Energy Boat Team nakon predstavljanja projekta i ocjenjivanja 4 discipline natjecanja zauzeo je odlično drugo mjesto, slika 2. i 3. Vrijedi pogledati samo koje su sve zemlje i s kojom brodograđevnom industrijom i fakultetima ostale iza našeg tima: Italija, Njemačka, Francuska, Čile, Indija, Indonezija, Velika Britanija, Kanada i Portugal. Ako samo zavirite u knjižicu natjecanja i pogledate tko su bili službeni podupiratelji događanja iz svjetske brodograđevne industrije (Sanlorenzo, Ferreti group, Luersen, Oseanco, Azimut Benetti..), a onda Adria Energy Boat Team dođe i osvoji 2. mjesto!
Slika 3. Drugo mjesto od sedamnaest ekipa!
Svi u timu su volonteri, a prostor za rad im je ustupio Pomorski fakultet Sveučilišta u Rijeci. Uspješna suradnja fakulteta i UPTZ-a pokrenuta je 2020. godine na inicijativu studenata Pomorskog fakulteta i tadašnjeg asistenta Srđana Žuškina, danas prodekana za stručno usavršavanje i razvoj. On im je dao podršku za prijavu na natjecanje te kasnije za službenu suradnju koja je nastupila 2021. na inicijativu prodekana za znanstvenoistraživačku djelatnost prof.dr.sc Gorana Vukelića, a koja se je nastavila uspješno do ove godine. Nadaju se da će nakon ljeta opet dobiti prostor za rad i edukaciju na korištenje kako bi mogli i dalje razvijati projekte. Na svoj, sad već dokazano uspješan način!
Slika 4. Ispitivanje novog motora na novim trupovima u Rijeci na starom kokpitu s Victron LFP baterijama
Zašto se plovilo zove Vilson
Konoparski obrt Vilson je manufaktura na otoku Rabu. Pradjed Slavko iz svog umijeća s konopima pred više od 50 godina stvorio je obiteljski posao. Slavko je prenio ljubav prema konopima svome sinu Ivanu, a Ivanov sin Siniša nastavlja obiteljski posao koji je već prava obiteljska tradicija i možda posljednji takav obrt u Hrvatskoj. Marino kao član Adria Boat Energy Teama i Slavkov praunuk, oduševio je sve u udruzi svojom tradicijskom pričom. Tako su u čast očuvanja kulturne baštine (vještine izrade bokobrana, pramcobrana, krmobrana, mreža, opleta demižonki), odlučili plovilo nazvati po ovom obrtu! Plovilo Vilson tako spaja ideju poštovanja tradicije s praktičnom primjenom naprednih tehnologija male brodogradnje. Prisjećanjem na nesebičnu predanost starih majstora vještina jačaju vjeru da znanjem što ga usvajaju mogu i sebi osigurati budućnost. Kako je ovo snažna poruka mladih ljudi na ulasku u poslovni svijet!
Pripreme za natjecanje
Poučeni prošlogodišnjim iskustvom odlučili su napraviti vlastite katamaranske trupove kako bi mogli isprobati novi kokpit za natjecanje u Rijeci, a ne tek na natjecanju u Monaku. Na nove, vlastito dizajnirane i izrađene trupove, vrlo slične onima koje će dobiti na natjecanju, postavili su najprije stari kokpit s novim Victron baterijama i novim E-dyn motorom snage 11 kW, slika 4. Za te probe bilo je potrebno puniti Victron baterije pa je Schrack Technik napravio robusni, prijenosni punjač s daljinskim praćenjem procesa punjenja, slike 5. i 6. Ovaj punjač je pojednostavnjeni punjač koji je već opisan u ranijim nastavcima serijala. Uz skupljanje iskustva s novim motorom na starom kokpitu dočim je napravljen novi kokpit, opet su uslijedile probe. Na ispitivanju u Rijeci na svojim trupovima postigli su najveću brzinu od 23 čvora (oko 42 km/h), a na natjecanju s organizatorovim trupovima 16 čvorova (oko 29 km/h).
Slika 5. Punjač s daljinskim nadzorom preko VRM portala
Slika 6. Izvedba punjača u robusnoj kutiji
Što je novo na Vilsonu od elektro opreme
Shema opreme prikazana je na slici 7. U odnosu na prošlogodišnju shemu uočava se novi motor sa svojim novim upravljačkim dijelom. Dodatno tu je i LFP baterija izvedena u samogradnji. Glavni razlog samogradnje baterije bilo je smanjenje mase, ali i uvjet natjecanja koji dozvoljava da baterija bude do 10 kWh, a Victron-ove baterije su imale nazivno 10,24 kWh! Nije se nipošto željelo riskirati pad na tehničkom pregledu plovila i zato je samogradnja bila jedini put, slika 8. i 9. Nadzornik ćelija baterija smješten je u bateriji uz mjerni otpornik za mjerenje struje, class t osigurač i relej za isključenje baterije iz strujnog kruga, slika 9. Za primijetiti je da je u kućište baterije ugrađen izmjenjivač voda-zrak kako bi se ohlađenim zrakom hladile baterije. Za cirkulaciju rashladnog mora kroz izmjenjivač korištena je mala rotacijska pumpa.
Slika 7. Shema razvoda električne opreme
Slika 8. Samogradnja baterije
Slika 9. Detalji spajanja u bateriji
Jedna važna novost ove je godine bila i obaveza daljinskog praćenja fizikalnih veličina, prvenstveno vezanih uz sigurnost plovila: temperature trupa, temperature baterije, struje baterije i napona baterije. Nadzorno računalo Cerbo GX prikupljene podatke šalje preko GSM modema na otvoreni Victron Remote Management (VRM) portal. Preuzimanje traženih podataka s VRM portala u stvarnom vremenu, ali i obrada preuzetih podataka do željene vizualizacije podatka za potrebe natjecanja na web aplikaciji Grafana provela se s pomoću programskog jezika Python. Od VRM portala do Grafane su četiri koraka:
1. Pristup VRM API-ju: Koristi se Python alat requests za autentifikaciju i komunikaciju s VRM portalom. Kreirana je programska cjelina koja autentificira korisnika koristeći API ključ te omogućuje dohvaćanje podataka. (API - Application programming interface: Aplikacijsko programsko sučelje ili sučelje za programiranje aplikacija je skup određenih pravila i specifikacija koje programeri slijede tako da se mogu služiti uslugama ili resursima operacijskog sustava ili nekog drugog složenog programa, primjerice, to su standardne biblioteke rutina, struktura podataka, objekata i protokola)
2. Dohvaćanje podataka: Koristeći VRM API, dohvaćeni su potrebni podaci u JSON formatu. (JavaScript Object Notation, JSON je otvoreni, normirani format datoteke i format za razmjenu podataka koji koristi tekst čitljiv ljudima, a koji se sastoji od parova atributa i vrijednosti).
3. Obrada podataka: Dohvaćene podatke se potom priprema za slanje na Grafana dashboard. Grafana je višeplatformska web aplikacija otvorenog koda za analitiku i interaktivnu vizualizaciju. Može proizvesti grafikone i upozorenja iz povezanih izvora podataka, u našem slučaju podataka preuzetih u stvarnom vremenu iz VRM portala. Korišten je alat Pandas za strukturiranje, analizu i manipulaciju podataka, također izgrađen na temelju programskog jezika Python. Potrebno parsiranje podataka (priprema za Grafanu) provodi se iz JSON-ovog formata tekstualnih podataka iz VRMa.
4. Slanje podataka na Grafana dashboard: Prikupljeni podaci obrađuju se za vizualni prikaz koristeći Grafana API. Podaci se šalju u stvarnom vremenu kako bi se omogućilo stvarno praćenje i analiza podataka. To je bilo posebno važno za temperaturu baterije za pravovremeno sprječavanje havarije većih razmjera, primjerice zapaljenja baterije. Tako je na intuitivan i vizualno privlačan način omogućeno praćenje i analiza veličina sustava, što osigurava moguću brzu reakciju na eventualna nepoželjna kretanja veličina, slika 10. Praćenje u stvarnom vremenu doprinosi boljem razumijevanju djelovanja sustava i upravljanju energetskim resursima. Može poslužiti kao vrijedna podloga za istraživanja i razvoj u području poboljšanja i općenito optimiranja sustava na plovilu i općenito njegove energetske učinkovitosti.
Slika 10. Daljinsko praćenje veličina u plovilu
Zaključak
I dok gledate na slici 11. kako Vilson osvaja svijet i na slici 12. kako knez Albert II pozdravlja Adria Energy Boat Team na početku natjecanja, već po četvrti put, kao i njihova ozarena lica uz našu zastavu i crveno-bijele kvadratiće nakon osvajanja drugog mjesta, upitajmo se svi jesmo li napravili sve što je u našoj moći za ove vrijedne mlade ljude. I ne samo u ovom projektu već počevši od mladih u svojoj obitelji, tvrtki u kojoj radimo, zajednici u kojoj živimo.
Slika 11. Vilson - spoj poštovanja tradicije i novih tehnologija
Slika 12. Kakvo su nam veselje priredili
Ne idemo dalje. Zaboravimo na čas na velike europske projekte, politike i novce kojih će već sutra nestati. Primijetimo vrijedne mlade ljude oko nas i zapitajmo se kako upornost nas starijih spojiti s lakoćom usvajanja znanja i vještina kojim se može osvojiti svijet? Što mogu baš ja učiniti?
Konkretno, ovaj tim ide dalje, žele za dvije godine za isto natjecanje, ali u novoj skupini SEA LAB, imati plovilo s vodikom za izvor energije. Eto prave prilike da ih podržimo!
U pripremi ovog članka sudjelovali su: Martin Mozetič, Karlo Džafić, Ljubomir Pozder, Stefano Beaković i Damir Lukšić, koji su nesebično osigurali vrijedne opise detalja i fotografije.
j.zdenkovic@schrack.hr
...
