Газовые двигатели
Промышленность стремится к экологичности – новые разработки снижают количество выбросов парниковых газов в атмосферу от автомобилей, заводов, энергетики. Судостроительная отрасль тоже приближается к низкоуглеродному развитию.
Одно из решений – суда, которые используют сжиженный газ в качестве основного источника топлива. По разным данным в мире на газовом ходу работают от 175 до 250 судов – в общем количестве гражданских судов это совсем немного, но количество заказов на них растет. Двигатели судов, которые работают на природном газе, выбрасывают на 20-25% меньше двуокиси углерода, чем дизельные двигатели, а эмиссия оксидов азота сокращается больше чем на 90%. Кроме того, газ позволяет полностью исключить выброс окислов серы и твёрдых частиц. При этом природный газ значительно дешевле дизельного топлива.
Газ перевозят на судах в сжатом и сжиженном видах. Сжатый – компримированный газ – не требует работы заводов по сжижению газа, но емкости, которые нужны для хранения сжатого газа на судне как минимум в два с половиной раза больше, чем для сжиженного. Чтобы увеличить срок автономного плавания судна и уменьшить объемы и вес топлива, в основном используют сжиженный газ.
Технически газопоршневые двигатели сложнее дизельных, это связано с контролем и управлением систем, подачей и зажиганием топлива. В дизельном двигателе воспламенение смеси происходит за счет сжатия в камере сгорания. В газовом двигателе нужна искра, при этом природный газ менее стабилен, чем солярка – может произойти детонация топлива. Чтобы предотвратить возможный взрыв, на двигатель устанавливаются датчики и контроллер детонации, который собирает информацию и, при необходимости, меняет параметры системы зажигания.
Двигатели, использующие энергию солнца и ветра
Солнечная энергия – один из самых популярных видов альтернативной энергетики. Используют солнечные батареи как энергию и в судостроении.
Крупнейшее судно, которое использует солнечную энергию – это тридцатиметровый катамаран «Туранор», его спустили на воду в 2010 году. Чтобы получить необходимый уровень энергии, на катамаране установлены 537 квадратных метров солнечных батарей, которые заряжают аккумуляторы. Фотоэлементы, установленные на катамаране, использовали при постройке жилых домов с солнечными системами в США, а разгоняться судно может до четырнадцати узлов – это почти 26 километров в час. В 2011 году катамаран с командой из четырех человек совершил кругосветное путешествие.
Фото: zonwar.ru
Еще дальше в области использования альтернативной энергетики шагнули производители французского катамарана «Energy Observer». Он совмещает солнечные панели, ветряки и водород, который преобразуется в электричество. Взаимозаменяемые источники позволяют судну идти даже если исчезнет один из источников энергии, или сразу два, например, в пасмурный безветренный день.
Пока использование только солнечной или ветровой энергии на судах – исключение из общего правила, обеспечить крупное судно достаточной энергией не выйдет. Но панели и ветряки используют как дополнительные источники для работы вспомогательных систем.
Интегрированные электродвигательные системы
Одно из новых решения в судостроении – это комбинация газовых турбин, дизельных генераторов и электродвигателей. Интегрированные электродвигательные системы используют газовое топливо и дизельное топливо для выработки трехфазного тока, который обеспечивает работу двигателя, вращающего гребные колеса или винты.
Электрическая, а не механическая передача энергии позволяет свободнее размещать двигатели, делает суда менее шумными и снижает вес. Интегрированные электродвигательные системы могут использовать как комбинацию газ-дизель, так и один из видов топлива. На крупных военных судах и круизных лайнерах чаще используют оба вида. На меньших кораблях предпочтение отдают или дизель-генераторам, или газовым турбинам. Дизельные генераторы отличаются повышенным КПД, но использование газа снижает количество вредных выбросов в атмосферу – например в Норвегии паромы с газо-электрическими установками используют для пересечения фьордов. Они могут разгоняться до 18 узлов и снижают выбросы углекислого газа на 300 000 тонн в год.
