Energy Observer: Був океанським гонщиком, став технологічним дивом

Небагато човнів мають таку багату та різноманітну історію за останні 40 років, як цей, тепер відомий як Energy Observer.

Чи дізналися б її сьогодні Найджел Айренс і Майк Бірч, творці човна? Вузькі носи Formule TAG, нині Energy Observer, залишаються відмінною рисою цієї знаменитої океанської яхти, але багато іншого змінилося за довгі роки її існування.

У 1983 році 80-футова яхта Formule TAG була спущена на воду як частина нового революційного покоління багатокорпусних суден, призначених для океанських гонок і встановлення рекордів.

На той момент це був найбільший океанський гоночний катамаран такого типу, збудований з використанням аерокосмічних технологій. Наступного року він побив рекорд 24-годинних перегонів, здолавши 512,5 миль.

У 1993 році його купили Пітер Блейк та Робін Нокс-Джонстон для спроби отримати Трофей Жюля Верна, прославившись спинакером, прикрашеним яскраво-червоними та зеленими яблуками під назвою ENZA (Eat New Zealand Apples). 

Друга спроба, 1994 року, увінчалася успіхом, і судно встановило рекорд навколосвітнього плавання з екіпажем - 74 дні.

Наступною стала Royal & SunAlliance, шкіпером якої була Трейсі Едвардс. Хоча трофей Жюля Верна виявився недосяжним, Едвардс та її команда побили сім світових рекордів.

Потім за справу взявся Тоні Буллімор, який подовжив корпус яхти до 100 футів і брав участь під назвою Team Legato у кругосвітній гонці, організованій Бруно Пейроном на честь 2000: The Race.

У 2010 році біля мису Фіністер вона перекинулася при вітрі в 15 вузлів. Багато хто вважав, що човен ніколи не оправиться після такої події: занадто старий для гонок, занадто пошкоджений, щоб його можна було відремонтувати.

Нова мета

Однак у французького підприємця Віктор'єна Еруссара, який ходив під вітрилом на всіх судах, починаючи від Hobie cats та Formula 18 та закінчуючи змаганнями Route du Rhum та Transat Jacques Vabre, була інша ідея.

Його метою було побудувати перше на 100% самодостатнє судно. Шасі колишнього катамарана для океанських перегонів стало ідеальною платформою, а «переробка» існуючого човна ідеально відповідала амбіціям проекту.

З моменту запуску Energy Observer у 2012 році проект перебуває у постійному розвитку, і зараз подолав понад 30 000 миль.

Команда Energy Observer вважає, що для того, щоб судно стало справді човном з нульовим рівнем викидів, здатним пройти від полярного кола до екватора, йому потрібний комплекс джерел енергії.

"Різноманітність джерел підвищує надійність, продуктивність і безпеку", - зазначає Луї-Ноель Вів'єс, генеральний директор проекту.

Основну рушійну силу на борту забезпечують два електродвигуни потужністю 45 кВт. Вони мають значні розміри і не використовуються на максимальній потужності, тому забезпечують високу ефективність.

Вибір на користь однієї батареї, здатної живити їх протягом тривалого часу без підзарядки, спричинив би зниження ваги проекту. Натомість Energy Observer використовує два невеликі блоки батарей загальною потужністю 100 кВт, що також безпечніше.

Вага цього гібридного рішення, як і раніше, становить 1,4 тонни.

У майбутньому, завдяки розробці більш легких батарей, ця вага має зменшитися вдвічі за тієї ж потужності.

Акумулятори є буфером між двигунами і чотирма різними джерелами енергії, необхідними для забезпечення цілодобового енергопостачання. Найінноваційнішим з них, безперечно, є водень.

Батарея була розроблена партнером проекту - компанією Toyota - на основі батареї, що використовується в їхньому автомобілі Mirai, що працює на водні.

«Вона забезпечує в 10 разів більше енергії за тієї ж ваги, ніж інші батареї на борту», — каже Вів'єс. — Водневих батарей дві, по одній у кожному корпусі, з піковою потужністю 80 кВт».

Хоча зараз вони коштують утричі дешевше, ніж спочатку встановлені батареї першого покоління, водневі батареї все одно вдвічі дорожчі за генератор такої ж потужності.

З іншого боку, вони мають гарантію на 80 000 годин, не вимагають обслуговування та не мають супутніх витрат на паливо, оскільки Energy Observer виробляє (шляхом опріснення, очищення та електролізу) та зберігає у восьми баках по 64 кг власного водню з морської води.

Ефективність батареї в 2,5 рази вище, ніж у дизельного палива, якщо врахувати енергію, необхідну для видобутку, переробки та транспортування до насоса.

Батарея також виробляє 50% тепла, використовуваного на борту, тому екіпаж ніколи не відчував нестачі гарячої води і міг насолоджуватися затишним теплим інтер'єром під час подорожі судна на північ до Шпіцбергена.

Третім джерелом енергії є сонячні панелі, що займають площу 202 м² та виробляють сумарну потужність 35 кВт.

 У сонячних панелях використовуються різні технології залежно від їхнього розташування на палубі або надбудові.

Деякі їх двосторонні, щоб уловлювати промені, відбиті від поверхні води. В інших місцях вони покриті полімером, що не ковзає, який покращує роботу, коли сонце не в зеніті.

Вітроенергетика – це область, яка зазнала значних змін з моменту запуску Energy Observer.

Після експериментів з вертикальними вітряками та тяговим крилом катамаран тепер несе два Oceanwings – жорсткі крила площею 32 м², розроблені компанією VPLP та натхненні досвідом Кубка Америки.

Океанські крила були розроблені з метою зробити морський транспорт менш забруднюючим, а Energy Observer є ідеальною експериментальною платформою для розробки цієї системи.

Майже вдвічі більш ефективні, ніж традиційні вітрила, крила можуть бути використані як збільшення швидкості, так зниження енергоспоживання на додаток до електродвигунів.

Крила також дозволяють Energy Observer використовувати четверте джерело виробництва електроенергії – гідрогенерацію від гребних гвинтів за сприятливого вітру.

Базова платформа корпусу Formule TAG була легкою, лише 15 тонн. Хоча катамаран більше не несе своє початкове встановлення, додаткові батареї, двигуни і т.д. збільшили кінцеву водотоннажність до 30 тонн.

Тому необхідно було збільшити плавучість корпусу, що було досягнуто шляхом накладання другої обшивки, що додає обсяг нижче ватерлінії.

Крім адаптації всіх цих нових технологій до корозійного морського середовища, досвід команди Energy Observer полягає у тонкому керуванні цими різними видами енергії шляхом оптимізації ефективності.

Вибір найбільш ефективного способу руху або виробництва електроенергії відбувається в кожний конкретний момент, до тонкого налаштування крил або кроку гребних гвинтів.

За будь-яких інновацій часто відбувається великий стрибок від теорії до практики, але цей проект створює дані для доказу концепцій.

Energy Observer подорожує світовим океаном з 2017 року.

У березні 2020 року він вирушив у подорож, під час якої відвідає Олімпійські ігри у Токіо та Всесвітню виставку у Дубаї у 2021 році, а потім повернеться до Парижа на Олімпійські ігри 2024 року.

Протягом 2 134 миль, пройдених у ході нинішньої подорожі, середня швидкість судна становила 6,34 вузла, при цьому 83% вироблюваної енергії використовувалося для руху або навігації, і лише 17% – для побутових систем, що використовуються екіпажем із п'яти осіб на борту.

За останні вісім місяців на сонячну енергію припадало 56% бортового виробництва, на водень – 7%, а на Oceanwings – 37% від еквівалентного споживання заощаджених двигунів.

Гідрогенерація мало використовувалася в міжтропічних широтах, але очікується, що у вітряних регіонах вона використовуватиметься частіше.

Технічні характеристики Energy Observer:

Довжина: 30.50m - 100ft 0in,

Ширина: 12.80m - 42ft 0in,

Осаду: 2,10 м - 6 футів 11 дюймів,

Водотоннажність: 30 тонн,

Площа вітрил: 64 м² - 700 футів², Дизайнер: Найджел Айрен

23.06.2021