قدّمت شركة Bluetech الفنلندية تصميمًا ثوريًا جديدًا لسفن الشحن يعتمد على الطاقة الريحية.
وأظهرت نماذجها مكاسب ملموسة في قوة الدفع وتوفير الوقود على خطوط تجارية حقيقية، نقلًا عن “Hellenic Shipping News”، اليوم.
ويستند هذا الإنجاز إلى مشروع بحثي مشترك مع شركة (INSW) الأمريكية، المالكة لأسطول من الناقلات، لدراسة جدوى الاستفادة القصوى من طاقة الرياح في تشغيل السفن الحديثة.
سفينة مصممة خصيصًا للرياح
طورت Bluetech تصميمها الأساسي BT50 بدعم من شركة Norsepower المتخصصة في تكنولوجيا الدفع الريحي، ليصبح أكثر تكيفًا مع الرياح.
وقامت الشركة بهذا التطوير عبر تركيب شراعين دوّارين من نوع Rotor Sails™ بطول 35 مترًا لكل منهما.
وأظهرت المحاكاة أن هذه التعديلات توفر نحو 876 كيلوواط من طاقة الدفع على خط سان فرانسيسكو – كوريا الجنوبية، أي ما يعادل 597.2 طنًا متريًا من الوقود سنويًا.
كما ساهمت التحسينات التصميمية وحدها في تقليل استهلاك الوقود بمقدار 71.5 طنًا متريًا إضافيًا.
وأكد التقرير ارتفاع كفاءة الأداء الإجمالي للسفينة بنسبة 13.5 % في بعض الظروف التشغيلية.
تطوير جذري يتجاوز المفهوم التقليدي للدفع المساعد
كانت تقنيات الدفع المساعد بالرياح (WASP) تُستخدم عادة لتزويد السفن القائمة بطاقة إضافية دون تغيير تصميمها الأساسي.
وأعادت أن Bluetech التفكير جذريًا في المفهوم، فابتكرت سفينة مصممة بالكامل لتستفيد من الرياح منذ مرحلة التصميم الأولية.
مع الحفاظ على الملاءمة التشغيلية والالتزام بالمعايير المينائية لأسطول INSW، بحسب التقرير.
دمج الكفاءة البيئية مع الجدوى التشغيلية
قال سام روبن، مدير حلول توفير الطاقة في Bluetech، إن هدف الشركة كان تصميم ناقلة “محسّنة بالكامل للدفع الريحي” دون المساس بقدرات التشغيل أو كفاءة الحمولة.
وأضاف مايكل لاغراسا، مدير الأداء والبناء الجديد في INSW، أن المشروع يشمل خفض الانبعاثات، وتطوير تصميم عملي وواقعي من حيث تكلفة البناء وسعة الحمولة والاعتمادية التشغيلية.
نتائج ملموسة على خطوط تجارية متعددة
أظهرت اختبارات أخرى على خط كوريا الجنوبية – سنغافورة أن سفينة SeaWasp وفّرت نحو 185.9 طنًا متريًا من الوقود سنويًا.
ويعادل هذا 275 كيلوواط من الطاقة، مقارنةً بالسفينة BT50 التقليدية، بفضل اختلاف اتجاهات الرياح.
وحرصت Bluetech على استخدام هذه القيم كحدود دنيا واقعية لضمان مصداقية التوقعات التجارية.
كفاءة تصميمية فوق وتحت سطح الماء
يتميز التصميم الأساسي BT50 بكفاءة أعلى بنسبة 12 % مقارنة بمتوسط السفن المماثلة، بينما عززت التحسينات الجديدة هذا التفوق بشكل ملحوظ.
ومن أبرز الابتكارات تحت خط الماء تطوير زعنفة جديدة أطلق عليها اسم blueSURF.
كما أظهرت التحليلات الديناميكية الحاسوبية (CFD) أنها تقلل بشكل كبير من متطلبات الطاقة.
وقال يوها هانهينن، رئيس قسم الهيدروديناميكا في Bluetech، إن فائدة الزعانف الجديدة، أسهمت في تقليل مقاومة الماء.
وأضاف هانهينن أن هذا يجعلها إضافة تصميمية فعالة تدعم الدفع الريحي بكفاءة عالية.
أما فوق سطح الماء، فقد شملت التعديلات تصميم سطح علوي انسيابي مع محطات رباط شبه مغلقة تقلل اضطرابات الهواء وتعزز انسيابية تدفق الرياح حول جسم السفينة.
مقارنة بين التكوينات المختلفة
اختبر المشروع عدة نماذج من الأشرعة، منها تركيب أربعة أشرعة بطول 24 مترًا مقابل شراعين بطول 35 مترًا لتحديد التوازن المثالي بين الأداء والتكلفة.
وأوضح سيفيري سارسلا، مهندس المبيعات في Norsepower، أن كل تكوين أظهر تفوقًا في ظروف رياح معينة، لكن الشراعين الكبيرين حققا أداءً أفضل بتكلفة إجمالية أقل نسبيًا.
آفاق مستقبلية مشجعة لصناعة النقل البحري
أكد سام روبن أن مشروع SeaWasp يمثل قفزة حقيقية في مجال التصميم البحري، ويبرهن على إمكانية تحقيق تحسينات ملموسة في أداء الدفع الريحي للسفن الجديدة.
من جانبه، أشار ويليام نوجنت، المدير الفني ورئيس قسم الاستدامة في INSW، إلى أن المستقبل يبدو أكثر إشراقًا لقطاع ناقلات النفط في الجيل القادم.
وتابع أن نجاح هذا الجيل سيعتمد على الابتكار الهندسي المبني على البحث والتصميم المنهجي.