Nieuw Marin-onderzoek naar windondersteuning

Het Horizon Europe onderzoeksproject Optiwise is gericht op het verbeteren en demonstreren van energiebesparingen door windvoortstuwing en hydrodynamische verbeteringen in de voortstuwing. Onderzoeksinstituut Marin gaat ermee aan de slag.

Koolstofvrije of neutrale brandstoffen worden verondersteld de belangrijkste oplossing te zijn. Voldoende en betaalbare aanvoer van dergelijke brandstoffen is echter hoogst onzeker, wat betekent dat energiebesparing aan boord naar verwachting steeds belangrijker zal worden, zowel vanuit milieu- als economisch oogpunt.

Ontwerpproces opnieuw uitvinden

Met Optiwise bouwt Marin voort op de introductie van nieuwe WASP-installaties, met zo’n 15 schepen die commercieel varen met windaandrijving in de wereldvloot. Windaandrijving wordt tot nu toe echter meestal toegepast zonder het algehele scheepsontwerp en de bedrijfsvoering te heroverwegen. Hoewel dat past binnen een “business as usual”-scenario, beperkt het de haalbare besparingen. Met Optiwise bekijkt Marin het ontwerpproces en het energiebeheer van schepen met windaandrijving volledig opnieuw, terwijl de blijven schepen voldoen aan de operationele en wettelijke vereisten. Daarmee worden naar verwachting veel hogere besparingen mogelijk gemaakt dan wat er in de huidige markttoepassingen te zien is”, zegt Rogier Eggers van Marin.

Holistisch ontwerp

De EU-call vroeg om oplossingen voor energiebesparingen van ten minste 10% voor enkelvoudige maatregelen en 20% voor gecombineerde maatregelen. Het algemene doel van Optiwise is om holistische ontwerp- en controlemethoden te ontwikkelen en toe te passen voor baanbrekende nieuwe scheepsconcepten die gebruik maken van windaandrijving, rekening houdend met realistische operationele scenario’s. Met deze methoden worden gemiddelde energiebesparingen tussen 30% en 50% verwacht in vergelijking met gelijkwaardige conventionele schepen, terwijl de operationele haalbaarheid in een realistisch windklimaat gewaarborgd blijft.

Drie operationele cases

Het Optiwise-project zal zijn doelstellingen verder nastreven door drie operationele use cases onder de loep te nemen, waaronder een bulkcarrier met Flettner-rotoren, een tanker met vleugelzeilen en een passagiersschip met een AeroRig-systeem met stijve panelen. Deze casussen vormen een relevante steekproef van de wereldvloot, zodat de in het project ontwikkelde methoden het grootste deel van de zeescheepvaartvloot zouden moeten kunnen bestrijken. Hoewel het windvoortstuwingstype voor elk scheepstype vooraf geselecteerd is, staat de exacte implementatie en verandering van het scheepsontwerp en energiebeheer volledig open voor verdere prestatieverbetering.

Windassist sponsor

Scope

Het project omvat uitgebreide simulaties waarbij verschillende disciplines, zoals aerodynamica, hydrodynamica, routing en energiebeheer holistisch worden samengebracht. Er zal veel aandacht worden besteed aan realistische operationele toepassingen van de ontwikkelde ontwerpen. Deze zullen dus worden aangevuld met tests in een bassin om manoeuvreren en zeewaardigheid te beoordelen, brugsimulaties om de bediening door de bemanning te beoordelen en windvoortstuwingstests aan land om een betere controle te verifiëren.

Opbrengsten

Het project zal open richtlijnen opleveren voor geïntegreerde systeemoptimalisatie met windvoortstuwing en slimme meting en regeling voor de beste werking. De richtlijnen zullen worden gedemonstreerd in experimentele modelproeven, brugsimulaties en metingen op een windvoortstuwingseenheid op ware grootte op land. Het project heeft een looptijd van drie jaar en een budget van 5,1 miljoen euro.

Bron: Marin.

Windassist sponsor