Imponerende resultater fra tanktesting av Air Supported Vessel teknologi

I forrige uke skrev vi en artikkel om utviklingen av en batteridrevet hurtigbåt, hvor vi refererte til et innslag på NRK i programmet Schrödingers katt. I ettertid er vi blitt gjort oppmerksom på at innslaget inneholder mangelfull informasjon, slik at deler av artikkelen ikke blir riktig. Derfor har vi valg å publisere en ny artikkel.

I disse dager testes ESI patenterte Air Supported Vessel (ASV) skrog i slepetanken på SSPA i Gøteborg. ESI og SSPA har samarbeidet i mer enn 10 år med utvikling, testing, optimering og dokumentasjon av egenskapene til ESI’s teknologi.

Resultatene er mild sagt oppsiktsvekkende. Skrogmotstanden på ASV Mono skroget, i dette tilfelle for et 20 m langt fartøy, er kun ca 50 % av det et tilsvarende beste planende skrog kan fremvise. Og ikke nok med det, reduksjonen er meget betydelig over et stort spekter av hastigheter, motstanden er tilnærmet flat alt fra ca 15 knop og helt opp til 35 knop og forbi.

For å understøtte en betydelig del (opp til 80 %) av fartøyets vekt på luftpute(r)) brukes et viftesystem. Energiforbruket til vifta representerer under normal drift kun 3- 6 % av det totale energiforbruket. Ved ASV prinsippet reduser man de våte flatene til et minimum., og får i tillegg positive effekter fra planende flater under fart. Våte flater er en hovedkomponent for skrogmotstanden.

De patenterte prinsippene bak ESI’s luftputekonsept kan brukes på de fleste fartøystyper, selv på store bulk- og tankskip.

Pågående prosjekt, som ble omtalt på Schrødingers Katt sist torsdag er imidlertid for mindre fartøy. Hurtiggående skyttelferger for å være mer presis. Prosjektet er fundet av EU 7 rammeprogram, og bærer navnet BB GREEN, hvor den første B’en henviser til batterielektrisk drift.

Ulf Tudem, daglig leder for ESI, påpeker at ESI’s prioritet er utvikling av høyeffektive, miljøvennlige og sjødyktige ASV skrog for en rekke forskjellige bruksområder. Dette kom dessverre ikke tilstrekkelig fram på Schrødingers Katt.

Hvilken type energiløsning man ønsker å benytte er det helt opp til fartøyets eier / operatør å bestemme. ASV fartøy kan settes opp for konvensjonell diesel, for gassdrift (LNG), for batteridrift eller for hybride løsninger (eksempel diesel og batteri). De fleste propulsjonstyper kan benyttes, som vannjet, pod propulsjon, Servogear vridbare propeller, overflatebrytende propeller eller helt konvensjonelle propeller.

Sterke konstruksjoner med lav vekt er en fordel uavhengig av skrogtype. Redusert vekt gir mindre motstand. Selv om ASV’er kan bygges med alle kjente byggematerialer, promoterer ESI bruk av lette og sterke material (karbonsandwich) og vektoptimerte byggemetoder. ESI har et tett samarbeid med Diab AS, som er markedsledende på slike konstruksjoner for hurtigferger. Br. Aa AS er et eksempel på verft som har hatt stor suksess med bygging i karbonsandwich.

Mer spesifikt om BB GREEN prosjektet.

Målsetningen er å utvikle og senere demonstrere i full skala, og under virkelige forhold, en 20 m lang og 6 meter bred ASV hurtigferge for passasjerbefordring.

Fergen, slik den er definert i prosjektet, vil ta opp til 100 passasjerer og et antall sykler. Cruisefarten vil være 25 til 35 knop.

En rekke steder rundt om i Europa forskes det i dag for å frambringe effektive og miljøvennlige sjøbaserte transportalternativer; særlig rundt større byer og tettbefolkede områder.

Et supereffektivt skrog er første fase for å få dette til. Energien skal brukes til framdrift, og ikke til å dra opp mye sjø. Et effektivt propulsjonssystem må også til. En nøkkel i prosjektet er at energisystemet skal basere seg på ”grønn” elektrisk energi fra for eksempel vind eller vann kraft. Energien skal lagres i et batteri med egenskaper som kan matche en tøff kommersiell bruk.

- Det er ikke vår oppgave å utvikle selve batterisystemet, sier Ulf Tudem, det er vår ”batteri-partner” ansvarlig for.

Og det tas ikke lett på denne oppgaven. Den nye celleteknologien undergår i disse dager meget omfattende testing. Man utsetter cellene for ekstremt tøffe påkjenninger – for å akselerere aldringsprosessen, og naturligvis for å kunne sammenligne de nye cellene med vanlige Litium Ion batterier (som brukes i bl.a. biler).

- Resultatene fra denne delen av prosjektet ser også meget lovende ut”, forsetter Tudem,
- Med det planlagte driftsoppsettet vi skal ha i BB GREEN, vil fergen kunne opereres inntil 15 NM mellom hver ladning. Og det er ikke snakk om ”lusekjøring. Fremdriftssystemene blir satt opp for inntil 35 knops fart, når vær og forhold tillater det.

- Dette er ikke urealistiske drømmer, men høyst gjennomførbart. Teknologien er på plass i dag, og vil med BB GREEN bli demonstrert i praksis.

To ASV tank-teste modeller blir nå utprøvd ved SSPA, en katamaranvariant og et monoskrog, med proporsjoner som tilsvarer fullskalafartøyet.

Skrogmotstandsforsøkene ble gjennomført i desember og januar. I disse dager pågår sjøforsøk. For begge blir beste planende konvensjonelle skrog brukt som målestokk. Sjøforsøkene gjøres i bølger som tilsvarer det man kan forvente på tiltenkte ruter. Fartøyets bevegelser og komforten for folk om bord er svært viktig.

Prosjektet kan allerede nå rapportere om svært gode resultater som faktisk overgår de krevende målsetningene som er satt for prosjektet.

Bølger fra ferger kan ofte være et problem for operasjon i kystnære farvann. Den sjøen som genereres av ASV skrog er lavere enn vanlig, og godt innenfor normer som bl.a. har vært reist for operasjon rundt Rotterdam, et av områdene hvor ASV ferger planlegges brukt.

Typisk for slike små kommuterferger er en rekke stopp. For å minimere energiforbruket og samtidig redusere bølgedannelsen, er det derfor viktig å bruke et skrog som gir en effektiv overgang fra null hastighet og opp til cruise hastighet (25 – 35 knop). ASV skroget akselererer raskere og mer effektivt opp i fart.

- At det finnes skeptikere til nye løsninger, som uten å sette seg inn i sakens kjerne vender tommelen ned, er på ingen måte noe nytt fenomen, fortsetter Tudem. - Det affekterer ikke oss det minste. Vi holder oss til vår fremdriftsplan. Vi har allerede utviklet og vitenskapelig dokumentert ASV skrogeffektivitet som representerer et kjempesteg i riktig retning. Våre prosjektpartnere er markedsledere på ulike felter som lettvektsbygging og batteriteknologiutvikling. Kort fortalt kombinerer vi i prosjektet beste løsninger for å oppnå best mulig sluttprodukt.

At EU, gjennom deres 7 rammeprogram for forskning og teknologi utvikling tror på dette, og bidrar med mer enn 2,3 millioner Euro av prosjektets 3,3 mill Euro budsjett; og at transportansvarlig for Province of Holland ser initiativet til en null utslipps vannbasert passasjertransport som et foregangsprosjekt, burde være mer enn godt nok bevis på troverdigheten og den internasjonale backingen BB GREEN prosjektet gis.