Energy Observer: Был океанским гонщиком, стал технологическим чудом

Немногие лодки имеют такую богатую и разнообразную историю за последние 40 лет, как эта, теперь известная как Energy Observer.

Узнали бы ее сегодня Найджел Айренс и Майк Бирч, создатели лодки? Узкие носы Formule TAG, ныне Energy Observer, остаются отличительной чертой этой знаменитой океанской яхты, но многое другое изменилось за долгие годы ее существования.

В 1983 году 80-футовая яхта Formule TAG была спущена на воду как часть революционного нового поколения многокорпусных судов, предназначенных для океанских гонок и установления рекордов.

На тот момент это был самый большой океанский гоночный катамаран такого типа, построенный с использованием аэрокосмических технологий. В следующем году он побил рекорд 24-часовой гонки, преодолев 512,5 миль.

В 1993 году его купили Питер Блейк и Робин Нокс-Джонстон для попытки получить Трофей Жюля Верна, прославившись спинакером, украшенным ярко-красными и зелеными яблоками под названием ENZA (Eat New Zealand Apples). 

Вторая попытка, в 1994 году, увенчалась успехом, и судно установило рекорд кругосветного плавания с экипажем — 74 дня.

Следующей стала Royal & SunAlliance, шкипером которой была Трейси Эдвардс. Хотя трофей Жюля Верна оказался недостижимым, Эдвардс и ее команда побили семь мировых рекордов.

Затем за дело взялся Тони Буллимор, который удлинил корпус яхты до 100 футов и участвовал под названием Team Legato в кругосветной гонке, организованной Бруно Пейроном в честь 2000 года: The Race.

В 2010 году у мыса Финистер она опрокинулась при ветре в 15 узлов. Многие считали, что лодка никогда не оправится после такого происшествия: слишком стара для гонок, слишком повреждена, чтобы ее можно было отремонтировать.

Новая цель

Однако у французского предпринимателя Викторьена Эруссара, который ходил под парусом на всех судах, начиная от Hobie cats и Formula 18 и заканчивая соревнованиями Route du Rhum и Transat Jacques Vabre, была другая идея.

Его целью было построить первое на 100% самодостаточное судно. Шасси бывшего катамарана для океанских гонок стало идеальной платформой, а «переработка» существующей лодки идеально соответствовала амбициям проекта.

С момента запуска Energy Observer в 2012 году проект находится в постоянном развитии, и к настоящему моменту преодолел более 30 000 миль.

Команда Energy Observer считает, что для того, чтобы судно стало действительно лодкой с нулевым уровнем выбросов, способной пройти от полярного круга до экватора, ему необходим комплекс источников энергии.

«Разнообразие источников повышает надежность, производительность и безопасность», — отмечает Луи-Ноэль Вивьес, генеральный директор проекта.

Основную движущую силу на борту обеспечивают два электродвигателя мощностью 45 кВт. Они имеют внушительные размеры и не используются на максимальной мощности, поэтому обеспечивают высокую эффективность.

Выбор в пользу одной батареи, способной питать их в течение длительного периода времени без подзарядки, привел бы к снижению веса проекта. Вместо этого Energy Observer использует два небольших блока батарей общей мощностью 100 кВт, что также более безопасно.

Вес этого гибридного решения по-прежнему составляет 1,4 тонны.

В будущем, благодаря разработке более легких батарей, этот вес должен уменьшиться вдвое при той же мощности.

Аккумуляторы служат буфером между двигателями и четырьмя различными источниками энергии, необходимыми для обеспечения круглосуточного энергоснабжения. Самым инновационным из них, несомненно, является водород.

Батарея была разработана партнером проекта — компанией Toyota — на основе батареи, используемой в их автомобиле Mirai, работающем на водороде.

«Она обеспечивает в 10 раз больше энергии при том же весе, чем другие батареи на борту», — говорит Вивьес. — Водородных батарей две, по одной в каждом корпусе, с пиковой мощностью 80 кВт».

Хотя сейчас они стоят в три раза дешевле, чем первоначально установленные батареи первого поколения, водородные батареи все равно вдвое дороже генератора такой же мощности.

С другой стороны, они имеют гарантию на 80 000 часов, не требуют обслуживания и не имеют сопутствующих расходов на топливо, поскольку Energy Observer производит (путем опреснения, очистки и электролиза) и хранит в восьми баках по 64 кг собственного водорода из морской воды.

Эффективность батареи в 2,5 раза выше, чем у дизельного топлива, если учесть энергию, необходимую для его добычи, переработки и транспортировки к насосу.

Батарея также вырабатывает 50% тепла, используемого на борту, поэтому экипаж никогда не испытывал недостатка в горячей воде и мог наслаждаться уютным теплым интерьером во время путешествия судна на север к Шпицбергену.

Третьим источником энергии являются солнечные панели, которые занимают площадь 202 м² и вырабатывают суммарную мощность 35 кВт.

 В солнечных панелях используются различные технологии в зависимости от их расположения на палубе или надстройке.

Некоторые из них двусторонние, чтобы улавливать лучи, отраженные от поверхности воды. В других местах они покрыты нескользящим полимером, который улучшает работу, когда солнце не в зените.

Ветроэнергетика — это область, которая претерпела значительные изменения с момента запуска Energy Observer.

После экспериментов с вертикальными ветряками и тяговым крылом катамаран теперь несет два Oceanwings — жесткие крылья площадью 32 м², разработанные компанией VPLP и вдохновленные опытом Кубка Америки.

Океанские крылья были разработаны с конечной целью сделать морской транспорт менее загрязняющим, а Energy Observer является идеальной экспериментальной платформой для разработки этой системы.

Почти в два раза более эффективные, чем традиционные паруса, крылья могут быть использованы как для увеличения скорости, так и для снижения энергопотребления в дополнение к электродвигателям.

Крылья также позволяют Energy Observer использовать четвертый источник производства электроэнергии — гидрогенерацию от гребных винтов при благоприятном ветре.

Базовая платформа корпуса Formule TAG была легкой, всего 15 тонн. Хотя катамаран больше не несет свою первоначальную установку, дополнительные батареи, двигатели и т.д. увеличили конечное водоизмещение до 30 тонн.

Поэтому было необходимо увеличить плавучесть корпуса, что было достигнуто путем наложения второй обшивки, добавляющей объем ниже ватерлинии.

Помимо адаптации всех этих новых технологий к коррозийной морской среде, опыт команды Energy Observer заключается в тонком управлении этими различными видами энергии путем оптимизации эффективности.

Выбор наиболее эффективного способа приведения в движение или производства электроэнергии происходит в каждый конкретный момент, до тонкой настройки крыльев или шага гребных винтов.

При любых инновациях часто происходит большой скачок от теории к практике, но данный проект создает данные для доказательства концепций.

Energy Observer путешествует по мировому океану с 2017 года.

В марте 2020 года он отправился в путешествие, в ходе которого посетит Олимпийские игры в Токио и Всемирную выставку в Дубае в 2021 году, а затем вернется в Париж на Олимпийские игры 2024 года.

На протяжении 2 134 миль, пройденных в ходе нынешнего путешествия, средняя скорость судна составляла 6,34 узла, при этом 83% вырабатываемой энергии использовалось для движения или навигации, и только 17% — для бытовых систем, используемых экипажем из пяти человек на борту.

За последние восемь месяцев на солнечную энергию приходилось 56% бортового производства, на водород — 7%, а на Oceanwings — 37% от эквивалентного потребления сэкономленных двигателей.

Гидрогенерация мало использовалась в межтропических широтах, но ожидается, что в более ветреных регионах она будет использоваться чаще.

Технические характеристики Energy Observer:

Длина: 30.50m — 100ft 0in,

Ширина: 12.80m — 42ft 0in,

Осадка: 2,10 м — 6 футов 11 дюймов,

Водоизмещение: 30 тонн,

Площадь парусов: 64 м² — 700 футов², Дизайнер: Найджел Айрен

23.06.2021