Izvor fotografije: ABB
Pogonski sistem brodova se malo promijenio od izuma propelera. ABB-ov novi koncept propelera tipa cikloid, ABB Dynafin™, inspirisan je kretanjem repa kita. Dynafin najavljuje ogromna poboljšanja u efikasnosti i mogućnost značajnog smanjenja emisija u pomorskoj industriji.
IMO je izdao rezolucije za značajno smanjenje emisija stakleničkih gasova (GHG) u narednim decenijama. Biće izazovno postići ovaj cilj bez velikih tehnoloških napredaka u tehnologijama goriva i propulzije, kao i šire primjene alternativnih izvora energije, kao što su baterije i gorivne ćelije. ABB-ova najnovija inovacija koja odgovara ovom brzo mijenjajućem okruženju za usklađenost sa zaštitom životne sredine je ABB Dynafin – propulzor tipa cikloid koji zadovoljava hitnu potrebu za većom efikasnošću i smanjenjem emisija.
Koncept ABB Dynafin je u suštini cikloidalni propeler sa pojedinačno kontrolisanim lopaticama. Operativni princip omogućava jedinici da koristi trohoidalnu putanju lopatica. (Trohoida je kriva koja se generiše tačkom na poluprečniku kruga dok se krug kotrlja po fiksnoj pravoj liniji.) Trohoidalni propeleri su ranije proučavani, ali su do sada tehnološka ograničenja spriječavala njihovu komercijalizaciju i uvođenje na tržište.
ABB Dynafin generiše potisak putem profilisanih lopatica koje se protežu sa dna broda. Svaka lopatica se može rotirati i oko globalne ose glavnog točka i oko svoje lokalne ose, koja služi kao tačka okreta za sprovođenje zadate rotacione kretnje. Putanje lopatica koje generišu potisak podsjećaju na repove kitova i delfina. Ova vrsta rotacionog kretanja rezultira izuzetno visokom propulzivnom efikasnošću. Propulsor može gotovo trenutno promijeniti pravac potiska, čime se povećava upravljivost plovila. Za razliku od azimutnog propulzora, gdje se konvencionalni propeler rotira oko vertikalne ose da bi usmjerio potisak, ABB Dynafin omogućava brže i efikasnije manevrisanje plovilom.
Veća površina potiska koju pokriva ABB Dynafin smanjuje opterećenje propelera, dajući najniži koeficijent opterećenja potiska. Što je niži ovaj koeficijent, to je veća idealna efikasnost u otvorenim vodama.
Visok odnos aspekta lopatica (odnosno, dužina lopatice podijeljena sa širinom) značajno povećava odnos podizanja/otpora svake lopatice, tako da je mnogo veći od konvencionalnog vijčanog propelera.
Svaka lopatica je pojedinačno kontrolisana električnim motorom, frekventnim pretvaračem (za kontrolu momenta i broja obrtaja) i kontrolnom logikom. Ovo omogućava imitaciju visoko efikasnih pokreta kitovog repa i prilagođavanje kretanja lopatice (ekscentričnost, odnos napredovanja i ugao napada) u zavisnosti od različitih operativnih situacija plovila, maksimizirajući efikasnost i potisak u oba moda: tranzit i dinamičko pozicioniranje (DP).
Propeleri sa tradicionalnom osovinom zahtijevaju kormilo i nosače za osovinu, što izaziva dodatni otpor. Kod cikloidalnog propelera nema potrebe za kormilom, a jedini dijelovi koji vire iz trupa su lopatice. Dakle, postoji minimalni dodatni otpor, poboljšavajući hidrodinamičke performanse plovila.
Rotaciono kretanje glavnog točka proizvodi električni motor sa direktnim pogonom. Glavni točak se rotira na relativno niskih 40 do 80 obrtaja u minuti i ima četiri do šest identičnih modula lopatica. Smjer rotacije ostaje isti u svim operativnim situacijama, a količina i smjer potiska određuju se kombinacijom broja obrtaja glavnog točka i prilagođavanja lopatica.
Pored emisija stakleničkih gasova, podvodna emitovana buka (URN) se sve više prepoznaje kao veliki problem zbog potencijalnog uticaja na vodene ekosisteme. Očekuje se da će ograničenja za URN biti uvedena u bliskoj budućnosti. ABB Dynafin minimizira elektromagnetnu buku tako što se električni motori nalaze unutar trupa plovila. Niski pritisci impulsa i brzine vrhova lopatica stvaraju manje kavitacije i turbulencije, što rezultira niskom hidrodinamičkom bukom.
U početku, ABB se koncentriše na razvoj ABB Dynafin jedinica u rasponu snage od 1 do 4 MW po propeleru. Sa četiri instalirane jedinice, mogu se pokriti aplikacije do 16 MW. Pored direktnog električnog pogonskog sklopa za glavni točak i module lopatica, može se koristiti i mehanički zupčanik, omogućavajući povezivanje sa glavnim motorom i proširujući benefite na segmente plovila gdje se tipično ne koriste električni pogonski sklopovi.
Veća ukupna efikasnost ABB Dynafin-a u poređenju sa postojećim propulzijskim sistemima dovodi do direktnih ušteda u troškovima goriva i omogućava smanjenje veličine pogonskog agregata plovila. Ovaj aspekt je posebno koristan za hibridna ili potpuno baterijska plovila, jer se veličina skupih baterijskih banaka može minimizirati. Niža potrošnja goriva, omogućavajući manje rezervoare za gorivo, i manji otisak pogonskog sklopa pružaju veću fleksibilnost u opštim rasporedima i više prostora za putnike i teret. Ove indirektne uštede mogu imati značajan pozitivan finansijski uticaj. Pored visoke efikasnosti, ABB Dynafin omogućava superiornu upravljivost plovila, smanjujući troškove i povećavajući sigurnost.
Izvor: ABB
