Островное государство Филиппины включает в себя более 7000 островов, между которыми осуществляется перевозка пассажиров и грузов на традиционных трехкорпусных лодках. Они в большинстве своем оснащены двигателями, работающими на ископаемом топливе. Только представьте сотни лодок, снующих ежедневно между островами, выходящих в море на промысел и оставляющих углекислый след в окружающей среде.
Чтобы хоть как-то снизить уровень выбросов углекислого газа в этом регионе Тихого океана, ученые и инженеры, взяв за основу моторные лодки с традиционными бангками, построили судно, использующее для передвижения энергию, получаемую от волн. Их инновация может перевернуть все представления о морских судах будущего, ведь волны – это бесконечный, экологически чистый и восполняемый источник энергии, но обо всем - по порядку.
Критическое положение
Флот грузовых и пассажирских судов является одним из крупнейших источников выбросов углекислого газа на Филиппинах. К 2012 году данный вид транспорта уже занял второе место по этому уровню, отдав первенство лишь энергетической отрасли.
Конечно, в мировом масштабе 9 %, которые приходятся в этом показателе на судоходство, проигрывают рядом с 72 %, создаваемыми автотранспортом, но они уже «подбираются» к значению авиации – 10,6 %. Учитывая, что роль судоходства в пассажиро- и грузоперевозках растет на 3,8 % в год, то, если так и будет продолжаться, к 2021-2022 году они обгонят воздушный флот.
Для Филиппин это далеко не радужная перспектива, так как экологическая ситуация в стране довольно напряженная. Чтобы снять нагрузку с окружающей среды, несколько ученых, инженеров, бизнесменов и инвесторов объединились с целью создать двигатель и преобразователь энергии, которые будут работать, используя силу и движение волн.
Лодки с бангками по каждому борту оказались лучшим вариантом для эксперимента, так как обладали таким неоспоримым преимуществом, как устойчивость, что немаловажно в неспокойных водах океана.
Сила моря
Идея создать такую лодку принадлежит Джонатану Сальвадору, морскому инженеру, владельцу судостроительной фирмы Metallica Marine Consultancy. Глядя, как филиппинские лодки, обладающие балансирами с правого и левого бортов, бороздят волны Тихого океана, он заметил, что когда последние попадает под них, то те реагируют движениями вверх и вниз.
Именно «реакция» аутригера натолкнула его на мысль использовать импульс волны и перевести его из кинетической в электрическую энергию. В экспериментальной версии тримарана в балансиры встроены гидравлические насосы, которые по мере движения по волнам собирают присущий им импульс, преобразуя его в электричество и отправляя в накопитель. Именно последний должен отправлять полученную энергию в двигатель лодки.
Таким образом, чем больше волн в море, тем больше электричества сгенерируют насосы.
Строительство тримарана
Оно началось еще в 2018 году. В нем принимали участие не только работники судостроительной компании Metallica Marine Consultancy, но и инженеры и физики из Университета Аклана. Строительство лодки почти закончилось, но испытать ее так и не удалось. Вначале помешал сильный тайфун "Тисой", налетевший в конце ноября 2019 года на побережье Филиппин. Затем объявленная пандемия и закрытие предприятий остановили планы разработчиков.
Несмотря на эти трудности, команда намерена завершить сборку корабля к концу 2020 года, а на первый квартал 2021 года запланировано его трехмесячное испытание. Ожидается, что судно сможет перевозить 100 пассажиров, четыре груженых фургона и 15 мотоциклов одновременно.
Использование кинетической энергии волн – революция в судостроении. Это может стать гигантским шагом на пути снижения потребления ископаемого топлива, особенно такого вредного, но весьма распространенного на Филиппинах, как дизельное. Тем самым значительно уменьшится количество выбросов углекислого газа в атмосферу.
Преобразователь кинетической энергии, разработанный учеными, только выиграл от сбалансированной конструкции судна. Как сказал инженер-механик Роб Каваньяро, участник проекта, наличие аутригеров, которые могут двигаться вверх и вниз относительно центрального корпуса, хорошо подходит для этой цели.
Мощность волн
Насколько получится понизить уровень выбросов углекислого газа в водах Тихого океана, омывающего Филиппины, будет ясно после проведения испытаний нового тримарана. Если со временем получится заменить большую часть морского транспорта в этом регионе на экологические чистые и безопасные суда, то он станет первым в мире местом, «оседлавшим и преобразовавшим» волны на благо людей.
Следующая амбициозная задача, которую ставят перед собой ученые, - применение этого же преобразователя кинетической энергии в условиях открытого моря и береговой линии. Как известно, средняя мощность океанской волны превышает 15 кВт/м, а при ее высоте в 2 м она способна достигать 80 кВт/м. Так что ученым еще придется поломать голову, как создать достаточно мощный преобразователь, который не будет весить больше самой лодки.
Заключение
Судя по тому, что сегодня в мире многие страны начинают отказываться от применения ископаемого топлива в пользу альтернативных природных источников энергии, разработки филиппинских инженеров и ученых найдут отклик в умах тех, кто радеет за спасение планеты и улучшение экологической ситуации на ней. Можем только пожелать инновационному тримарану успешно пройти испытания в 2021 году и открыть новую страницу в истории судостроения.