Motorenfabriek Wärtsilä doet ook aan windvoortstuwing

De tijd dat een producent van grote scheepsmotoren zich niets van windvoortstuwing hoefde aan te trekken is voorbij. Zo heeft Wärtsilä allerlei ideeën over hoe windvoortstuwing de performance van conventionele motoren kan verbeteren. 

In een artikel op de eigen website somt Wartsila een aantal voordelen van een WAPS (wind-assisted propulsion system) op ‘die elke scheepseigenaar zou moeten weten’:

“Windondersteunde voortstuwing kan worden gecombineerd met andere technologieën om zowel het rendement op de investering als de efficiëntiewinst te maximaliseren. Hier volgen vier voorbeelden van technologieën die samen met een WAPS kunnen worden gebruikt.

Een poortroer

Een poortroer bestaat uit twee vleugels aan weerszijden van de schroef van het schip, die onafhankelijk van elkaar kunnen draaien. Deze rotatie verandert de hydrodynamische belasting op zowel de schroef als de vinnen. Bij het manoeuvreren in, uit en rond de haven fungeren de vinnen als een stuwkrachtgeleidingsapparaat.

Een schip met een WAPS en een conventioneel roer heeft de stroming van de schroef over het roer nodig om roerkrachten te genereren. Het poortroer bevindt zich in de snelheidsstroom van het schip naast de schroef. Dit betekent dat de kracht van het Gate Rudder constant blijft bij constante vaarsnelheden, zelfs als de stuwkracht van de schroef wordt verminderd om de stuwkracht van het WAPS op te vangen.

WAPS en reisoptimalisatiesystemen, inclusief weersrouting

Traditionele reisoptimalisatiesystemen plannen doorgaans routes die wind vermijden en optimaliseren voor het rustigste weer. Maar als uw schip een WAPS heeft, wilt u maximaal profiteren van de windomstandigheden langs uw route.

Door het juiste reisoptimalisatiesysteem te kiezen, is dit mogelijk. U kunt slimmere route-beslissingen nemen met een Fleet Optimisation Solution (FOS). Een goede FOS bevat een Voyage Optimiser-tool die gebruikmaakt van weergegevens, veiligheidsparameters en uw efficiëntiedoelstellingen om de meest optimale route voor uw schip te plannen. De optimale route is die waarbij het WAPS van uw schip gunstige windomstandigheden kan benutten om het brandstofverbruik en de uitstoot van broeikasgassen te verlagen.

WAPS en hybride systemen

Een hybride systeem aan boord van een schip combineert een energieopslagsysteem, meestal batterijen, met een conventionele motor. De batterij vangt pieken in het stroomverbruik op, waardoor de dynamische belasting van de motor wordt geëlimineerd en het brandstofverbruik wordt verminderd. Omdat de motor op een stabielere belasting draait, kan hij veilig op hogere belastingsfactoren worden gebruikt en is er minder slijtage.

Met een WAPS kunt u een reeds flexibel hybride-elektrisch systeem nog flexibeler maken. Met de extra stuwkracht die wordt gegenereerd door de windondersteunde voortstuwing kunt u de belasting van de scheepsmotor nog verder verminderen. Dit heeft geen negatieve invloed op de efficiëntie van de elektromotor. Een hybride-elektrische opstelling kan ook veel beter omgaan met wisselende windomstandigheden dan een conventionele opstelling.

Windassist sponsor

WAPS en voortstuwingsregelsystemen en asgeneratoren

Een slim voortstuwingsregelsysteem, zoals onze EcoControl, identificeert het meest efficiënte instelpunt tussen de schroefhoek en het toerental van de motor. Deze parameters worden automatisch in realtime aangepast, zodat u maximaal kunt profiteren van uw WAPS.

Als de route zo is gepland dat het schip maximaal kan profiteren van de windomstandigheden onderweg, kan EcoControl de motor zo dicht mogelijk bij het optimale werkpunt houden, waar hij het meest brandstofzuinig is.

Wanneer u een WAPS zoals rotorzeilen gebruikt om stuwkracht te genereren op een schip met een 2-takt hoofdmotor, kunt u de rotorzeilen aandrijven met behulp van een asgenerator in de power take-out-modus. In de meeste gevallen helpt het gebruik van een asgenerator op deze manier om de draaiuren van de hulpaggregaten te verminderen, waardoor de onderhoudskosten dalen.

WAPS en propellerfeathering

In sommige gevallen kan een WAPS een zodanige vermogensreductie mogelijk maken dat het haalbaar wordt om een van de hoofdmotoren van het schip uit te schakelen. Als het schip een verstelbare schroef (CPP) heeft, zal het uitschakelen van een hoofdmotor weerstand veroorzaken.

Dit weerstandseffect kan worden geëlimineerd door gebruik te maken van de feathering-mogelijkheid van de CPP. In omstandigheden waarin het WAPS meer aerodynamische stuwkracht genereert dan uw schip nodig heeft om de gewenste snelheid te behouden, kunt u de CPP gebruiken om elektrische energie op te wekken.

Naast deze vijf benaderingen zijn er nog andere opties. Zo kunt u bijvoorbeeld de motor van uw schip afstemmen zodat deze optimaal werkt met WAPS. Voor schepen met een tweetaktmotor is een van de opties het implementeren van closed-loop-regelaars tussen de motor, de asgenerator en het WAPS.

Bron: Wärtsilä.

Windassist sponsor