Scheepvaart moet duurzamer: bieden hulpzeilen uitkomst?
90% van alles spullen om je heen is vervoerd met vrachtschepen. Niet gek dus dat de scheepsvaart verantwoordelijk is voor 3% van de wereldwijde C02-uitstoot. Dat kan en moet groener. Daarom lanceert TU Delft op 31 oktober een nieuw onderzoeksprogramma naar de mogelijkheden van windhulpvoortstuwing bij vrachtschepen. Het doel is om op deze manier het brandstofverbruik met 30% te verminderen.
“Eigenlijk grijpen we in dit onderzoeksprogramma terug naar het klassieke zeil-idee”, vertelt Albert Rijkens, coördinator van het project. De wind wordt dus niet gebruikt om energie op te wekken, maar juist om direct het schip voort te stuwen. “In plaats van zeilen gebruiken we nu onder andere draaiende stalen rotoren die door een aerodynamisch effect een voortstuwende kracht op het schip uitoefenen.” Alléén wind als voortstuwing voor een groot schip is uiteraard niet genoeg, het gaat om hulp-voortstuwing. Op deze manier kan brandstof bespaard worden en, belangrijker, de CO2-uitstoot verlaagd.
Zeil en schip op elkaar afstemmen
Wereldwijd varen er al zo’n 30 schepen met windhulpvoortstuwing, weet Rijkens. “Het is een opkomende markt. Dat komt omdat schepen lang vrijgesteld waren van uitstooteisen. Tot begin dit jaar. Er is dus behoefte aan technologie die de scheepsvaart duurzamer maakt.” De schepen die nu op de markt zijn, zijn eigenlijk een soort prototypes. De hulpzeilen zijn geplaatst op bestaande vrachtschepen.
“De ontwikkeling gaat nu met vallen en opstaan. Ons nieuwe onderzoeksprogramma is erop gericht om een professionaliseringsslag te maken en hulpzeil en schip op elkaar af te stellen. We willen onderzoeken hoe scheepsontwerpen er in de toekomst uit moeten zien voor een echt geïntegreerde totaaloplossing.” De brandstofbesparing van de bestaande prototypes ligt nu rond 10%, Rijkens denkt uiteindelijk 30% te kunnen halen.
Sleeptank en windtunnel
Het programma is een samenwerking tussen de faculteiten Werktuigbouwkunde, Maritieme Techniek en Technische Materiaalwetenschappen (3mE) en Lucht- en Ruimtevaarttechniek (LR). LR is verantwoordelijk voor experimenten naar de prestaties van de rotoren in de windtunnel. Bij 3mE worden er in de sleeptank nieuwe rompvormen en kielontwerpen getest die de kracht op de rotoren zo efficiënt mogelijk onder water moet omzetten in een voorwaartse kracht.
Rijkens: “De krachten van de rotoren zorgen ervoor dat het schip een drifthoek krijgt en gaat hellen. Deze veranderde vaarpositie geeft een complexe stroming van het water om de romp. Om dit te meten worden kleine drijvende deeltjes in de sleeptank verlicht met een sterke laser waardoor ze zichtbaar zijn voor camera’s in de meetopstelling. Aan de hand van deze camerabeelden is de gehele stroming rondom het schip nauwkeurig in kaart te brengen. Dit wordt vervolgens gebruikt om de resultaten van computersimulaties te toetsen.”
Start programma
Op 31 oktober vindt de officiële lancering plaats van het 4-jarige Wind Assisted Ship Propulsion (WASP) onderzoeksprogramma. Het programma ontvangt een financiële impuls van 4 miljoen euro, afkomstig uit het Bijlboegfonds. De eerste meetcampagne in de sleeptank is inmiddels afgerond. Op dit moment wordt de laatste hand gelegd aan een reeks onderzoeksvoorstellen in samenwerking met vakgroepen van 3mE en LR. Meer informatie over deze onderzoeksprojecten verschijnt binnenkort op de WASP webpagina.
Lees meer in Delta.