Home Makalelerimiz Yelken Destekli Tahrik

Yelken Destekli Tahrik

by Ahmet
0 yorum Yap

Denizcilik sektörü, artan yakıt fiyatları ve sera gazı emisyonlarını önümüzdeki 30 yıl içinde en az yüzde 50 oranında azaltmaya yönelik endüstri çapında stratejik çalışma içerisinde. Küresel sera gazı emisyonlarının yaklaşık yüzde 2,5’inden sorumlu olduğu düşünülüyor.

Yeni hibrit elektrikli tahrik sistemlerinin geliştirilmesinden, operasyonel verimlilikte yapay zeka tarafından yönlendirilen iyileştirmelere kadar, emisyonları azaltma arayışında çevre üzerindeki etkisini azaltma çalışmaları devam ediyor. Ancak tartışmasız en ilgi çekici ilerlemelerden bazıları, denizciliğin ilk günlerine kadar uzanan bir alanda gerçekleşiyor: rüzgar itme gücü

Yelken Destekli Tahrik

Rüzgar destekli tahrik, yelkenler veya başka bir rüzgar yakalama cihazı kullanılarak ticari bir geminin yakıt tüketimini azaltma uygulamasıdır. Yelkenler eskiden gemileri itmenin birincil yoluydu, ancak buhar motoru ve dizel motorun gelişiyle yelkenler yalnızca eğlence amaçlı yelkenliler için kullanılmaya başlandı. Son yıllarda, artan yakıt maliyetleri ve emisyonların azaltılmasına odaklanmanın artmasıyla, ticari gemiler için bir itiş gücü olarak rüzgarın gücünden yararlanmaya yönelik ilgi arttı.

Rüzgarın kinetik enerjisini bir gemi için itme kuvvetine dönüştürmenin mekanik yolu, yakın zamanda yapılan çok sayıda çalışmanın konusu oldu. Öncelikle yelken için tasarlanmış ilk gemilerin kendilerini iten yelkenlerine göre tasarlanırken, ticari gemiler artık büyük ölçüde taşıdıkları kargoya göre tasarlanıyor ve kargo elleçlemeyi kolaylaştırmak için geniş, açık bir güverte ve minimum üst donanım gerektiriyor. Ticari bir gemi için bir yelken tahrik sistemi tasarlarken bir başka tasarım düşüncesi gelişiyor. Ekonomik açıdan avantajlı olması için, önemli ölçüde daha az sayıda mürettebatın çalışması ve geminin dengesini tehlikeye atamaması gerekiyor.

Bu tasarım kriterleri dikkate alındığında, rüzgar destekli tahrik için önde gelen tasarım anlamında üç ana konsept ortaya çıkıyor: “Kanat Yelken Konsepti”, “Uçurtma Yelkeni” ve “Flettner Rotoru”.

kelly-sikkema-jinWKnH0m5A-unsplash

Kanat Yelken

1980’lerde artan petrol fiyatlarının bir sonucu olarak ABD hükümeti, ABD Ticaret Denizindeki gemilerin yakıt tüketimini azaltmak için rüzgar destekli tahrik kullanmanın ekonomik fizibilitesine ilişkin bir çalışma yaptırdı. Bu çalışma beş farklı tasarımı ele aldı ve mevcut teknoloji ile en büyük faydayı sağlayan tasarımın “Kanat Yelken Konsepti” olacağı sonucuna varıldı. “Kanat Yelken Konsepti”, büyük ölçüde, silindirik direklerle desteklenen büyük dikdörtgen yelkenlerin otomatikleştirilmiş bir sistemi geliştirildi. Bunlar, farklı rüzgar açıları için yelken oryantasyonunu korumak için minimum miktarda elleçlemeye izin verecek simetrik yelkenler olmalı ve verimliliği arttıracak nitelikte olmalıydı.

Küçük ebatlı yük gemileri, yakıt kazanımlarını değerlendirmek için bu sistemle donatılabilir ve bunun sonucunda, geminin yakıtından% 15–25 oranında tasarruf sağlanabilirdi. Bu çalışmanın olumlu bulgularına rağmen, “Kanat Yelken Konsepti” şu anda herhangi bir ticari gemide bulunmuyor.

Uçurtma Yelken

Uçurtma yelkeni konsepti son zamanlarda çok ilgi gördü. Bu teçhizat, gemiyi suyun içinden çekmeye yardımcı olmak için uçurtma tarafından geliştirilen çekişi kullanarak bir geminin pruvasından devasa bir uçurtma uçurmaktan ibarettir. Keşfedilen diğer kavramlar, uçurtma teçhizatının dönüşümlü olarak bir jeneratörü çalıştıran bir makarayla çekilip geri çekilmesi için tasarlandı. Bu kurulumda kullanılan uçurtma, eğlence amaçlı uçurtma sörfçüleri tarafından çok daha büyük ölçekte kullanılan uçurtmalara benzer. Bu tasarım aynı zamanda kullanıcıların üst üste dizilmiş bir düzenekle birden fazla uçurtma uçurarak ölçeğini genişletmelerine olanak tanır.

Uçurtma kullanma fikri, büyük ölçüde mevcut yapılara minimum müdahale ile sistemi mevcut gemilere yenileme maliyetinin düşük olması nedeniyle şu anda ticari gemilerde rüzgar destekli tahrik sisteminin en popüler şekli. Bu sistem ayrıca ideal uçurtma açısını ve konumunu belirlemek için bilgisayar kontrollerini kullanarak büyük miktarda otomasyona izin verir. Uçurtma kullanmak, rüzgar hızının daha yüksek ve daha tutarlı olduğu daha yüksek rakımlarda rüzgarın yakalanmasını sağlar. Bu sistem son zamanlarda birkaç gemide kullanıldı ve en önemlisi, verimlilik iddialarını ve bu sistemi diğer gemilere uydurmanın fizibilitesini değerlendirme imkanı sağlandı.

kite-5429580_1920

Flettner Rotor

Dikkate alınan üçüncü tasarım, Flettner Rotorudur. Bu, bir geminin güvertesine dik olarak monte edilmiş ve mekanik olarak döndürülmüş büyük bir silindirdir. Bu eğirme alanının etrafından akan rüzgarla temas halinde olması, gemiyi itmek için kullanılan bir itme etkisi yaratır. Flettner Rotors 1920’lerde icat edildi ve o zamandan beri sınırlı kullanım gördü. 2010 yılında 10.000 dwt’lik bir kargo gemisi, yakıt verimliliğini artırmadaki rollerini değerlendirmek için dört Flettner Rotor ile donatıldı. O zamandan beri, birkaç Kargo Gemisi ve bir yolcu feribotu rotorlarla donatıldı.

Flettner Rotorunun kontrol gerektiren tek parametresi rotorun dönüş hızıdır, bu nedenle bu rüzgar tahrik yöntemi çok az operatör girdisi gerektirir. Uçurtma yelkenleri ile karşılaştırıldığında, Flettner rotorları genellikle bir yelken veya uçurtmanın boyutuna karşı rotorun boyutuna ve hakim rüzgar koşullarına kıyasla önemli verimlilik kazanımları sunar.

Bazı iddialara göre, Rotor Yelken teknolojisinin tüm küresel tanker filosuna uygulanması halinde yıllık CO2 emisyonlarını 30 milyon metrik tondan fazla azaltacağı öngörülüyor.

Yükselen trendler

Bu üç tahrik destek mekanizmasının verimlilik kazanımları yelkenlerin boyutuna bağlı olarak tipik olarak% 15-20 civarındadır. Bu mekanizmaların kullanımının daha yaygın olmamasının ana nedeni, çoğunlukla nakliye şirketlerinin denenmemiş ekipmanı kurmak istememesidir. Hükümetlerin emisyonlardaki düşüşü ve artan yakıt maliyetlerini teşvik etmeye yönelik girişimleriyle, bu tahrik sistemlerinin önümüzdeki yıllarda daha yaygın kullanım görmesi muhtemeldir.

Hiç kimse, dünya ticaretinin tamamen rüzgarın gücüne bağlı olduğu büyük yelken çağına geri dönüşü tam olarak önermese de, birçoğu yeni nesil rüzgar tahrik sistemlerinin bir karışımı olan yenilikçi yelkenlerin, sektörün geleceğinde kilit bir rolü olabilir.

Bu gelişen alanın kalbindeki teknolojilerin çoğu aslında bir süredir ortalıkta. Örneğin, Flettner rotorları bir asır önce icat edilmiştir. Değişen şey, şu anda bu sistemlerin işleyen somut örneklerinin ve geliştiricilerinin iddialarını destekleyen doğrulanmış rakamların elde edilmiş olması.

Rüzgar destek spektrumunun en tanınmış ucunda, yumuşak yelken sistemlerindeki yenilikler var. Otomasyon ve rota optimizasyon sistemlerinin artan karmaşıklığı, denizciliğin orijinal güç kaynağına olan ilgisini canlandırdı ve şu anda, yardımcı tahrik sistemlerinin yanı sıra akıllı yumuşak yelkenleri kullanan daha büyük gemilerin sayısı giderek artıyor.

Farklı aerodinamik yapıları ve hatta fotovoltaik kaplamaları dahil etme potansiyeli nedeniyle bazen yumuşak yelkenlere göre tercih edilen sert yelkenlerin kullanımına da ilgi artmakta. Yumuşak yelken yeniliklerinde olduğu gibi, bu alanda teknolojinin farklı boyutlardaki gemilere uygulanmasını araştıran çok sayıda, devam eden girişim bulunmaktadır.

Bu arada, otomatikleştirme, yeni malzemeleri devreye alma ve performansı optimize etmek için verileri kullanma yeteneği, geleneksel yelkenlerin kullanımına yeni bir soluk getirirken, boyutları büyüdükçe bazı önemli zorlukları birlikte getirmekte. Sadece büyük miktarda güverte alanı kaplamakla kalmazlar, aynı zamanda hassas mühendislik hesaplarıyla inşa edilen geminin stabilitesini bozabilirler.

Yorum Yap