Optimiziranje putničkih trajekata na vodik

Miroslav Varga - Adwords eksperimenti (Lipanj 2019).

Anonim

Pomorski promet pojavio se kao jedno rješenje za prometnu gužvu koja zalaže obalni gradovi. No, s gradskim putničkim trajektima koji rade u osjetljivim okruženjima i turističkim područjima, putnički trajekti s vodikovim gorivim ćelijama nude miran i nulte emisije alternativu konvencionalnim dizelskim plovilima.

U svom San Franciscu zaljevu za obnovljivu energiju s nultom emisijom, poznatom pod nazivom SF-Breeze, istraživači u Sandia National Laboratories zaključili su da su tekuće vodikove ćelije za gorivo izvedive na tehničkim, regulatornim i ekonomskim osnovama. Sada, istraživači rade na sljedećoj razini u drugoj studiji koja se fokusira na:

  • optimalna kombinacija dizajna plovila, brzine i putničkih kapaciteta, koja bi, jednom utvrđena, mogla smanjiti nesigurnost u industriji; i
  • tehnički dokazi koji podupiru nove sigurnosne kodove za plovila s vodikom goriva.

Rad financira Pomorska agencija za okoliš i tehničku pomoć Pomorske uprave Ministarstva prometa.

"Pomorska uprava vidi ogroman potencijal u korištenju vodikovih gorivih ćelija kako bi osigurao učinkovitu, čistu domaću proizvodnju energije za pomorski sektor. Trenutni napori za poboljšanje ekonomske održivosti korištenjem gorivih ćelija u komercijalnom brodu donijet će tu viziju jedan korak bliže do stvarnosti ", rekao je John Quinn, administrator pomorske administracije za okoliš i sukladnost.

Optimiziranje kako obnovljivi vodik može najbolje smanjiti emisije ugljika

Početna studija izvedivosti usmjerena je na 150 putničkih trajekata koji putuju brzinom od 35 čvorova na sat. Sada, mehanički inženjer i voditelj projekta Joe Pratt postavlja pitanje ima li smisla dizajnirati trajekte brže ili sporije, veće ili manje.

Sandia Labs započela je sređivanjem tipičnih brzina i putničkih kapaciteta na oko 600 putničkih trajekata u SAD-u i utvrdila da je trajekt koji je studirao u projektu SF-BREEZE zapravo bio outlier, brži i imao manje putnika od većine.

"Iako je prethodni rad na projektu SF-BREEZE pokazao izvedivost korištenja vodikovih gorivih ćelija za pogonsku snagu na plovilima velikih brzina, postalo je očito da bi se moglo postići bolje gospodarsko vraćanje kada se primjenjuju na spore vozeće brzine", rekao je Curt Leffers, voditeljica projekta u Elliott Bay Design Groupu, koji vodi marinsku arhitekturu u novoj studiji. "Sljedeći logičan korak u tom procesu je ispitati utjecaj brzine i broja putnika na ukupne troškove i putnike za emisijama putničkih plovila na vodikovim gorivima, zbog čega je optimizacijska studija važna".

Pratt je dodao: "Kako postići najbolju ekonomiju u usporedbi s konvencionalnom dizelskom tehnologijom i najboljim dobitkom u utjecaju na okoliš? Odgovor na ova pitanja je kako ćemo kvantificirati zaslugu različitih dizajna".

Studija nastoji ukloniti kompromise za brodogradnju i trajektne industrije. Što je jači i brži brod, to je veća snaga. Kako bi se dobila više snage, potrebno je dodati gorive ćelije - najskuplji dio na trajektu vodikom - što povećava troškove, rekao je Pratt.

"Dobivate dvostruku korist spuštajući se: smanjite snagu koju zahtijevaju gorivne ćelije i trošak gorivih ćelija, a vi smanjujete potrošnju goriva, tako da smanjite operativne troškove", rekao je Pratt. "To je primjer zašto razmišljamo o ovome i gledamo na druge nacrte."

Sandia se nada da će proizvesti pola deset koncepata trajekata kako bi pokazao što je najisplativije i što će najviše utjecati na zaštitu okoliša, kazao je.

Tom Escher predsjednik je operatera zaljeva San Francisco, Crvene i Bijele flote, koji je bio partner u početnoj studiji. Rekao je kako se raduje naprijed s novim nacrtima trajekata.

"Pomorska industrija mora se kretati na nultu emisiju radi našeg globalno zajedničkog okruženja", rekao je Escher. "Ovo istraživanje je iznimno korisno ukazujući na to kako to učiniti na najsigurniji mogući način, a veselimo se korištenju rezultata za izgradnju prve plovila za putnike vodika s nultom emisijom u SAD-u"

Ažurirani propisi mogli bi pojasniti put naprijed u industriji

Sandia razmatra kodove međunarodne pomorske organizacije za tekuće plovne plinove i razvija tehničku podlogu za šifre koje bi mogle biti stvorene za plovila na vodikovim gorivima. Trenutačno su kodovi tekućih prirodnih plinova najbliži propisi koji se mogu primijeniti na plovila na vodik, ali ne mogu točno predstavljati svojstva vodika.

Na primjer, LNG kôd zahtijeva da LNG posude imaju slobodu od 30 stopa oko svih strana njihovih otvora. Vodik je lakši od prirodnog plina i puno lakši od zraka, tako da ne potone u zrak poput LNG-a. Dakle, odmorište od 30 stopa ispod ventila možda nije nužan uvjet za vodikov trajekt, rekao je Sandra Labs strojarski inženjer Myra Blaylock, tehnički voditelj projekta.

Istraživači laboratorija koriste računalnu simulaciju kako bi istražili i analizirali četiri zajednička scenarija otvora i curenja u kojima bi vodik mogao biti pušten na plovila na palubi kako bi pokazao stvarni ponašanje vodika. Računalne simulacije imaju temeljne fizike modele koji su validirani kroz eksperimente i omogućavaju istraživačima da pouzdano istraže razne scenarije na bržem i jeftinijem način nego provođenje eksperimentalnog rada za svaki pojedini slučaj. Rezultati mogu koristiti Međunarodna pomorska organizacija kako bi se osigurala točnost kodova kada se primjenjuju na vodikove posude.

Mogućnost proširenja primjene vodikovih ćelija goriva, pokazujući industriju najbolji put prema naprijed i pružanje tehničke osnove za nove propise o vodika, sve imaju "potencijal za utjecaj na čitavom pomorskom sektoru", rekao je Pratt. "Mnogo tih brodova može putovati u ekološki osjetljiva područja gdje postoji dodatna motivacija za njihovo čišćenje, pa se radi o lokaliziranim i globalnim pogodnostima za emisije".

menu
menu