Magnusova síla

Magnusova síla

Zlepšit ekologii lodní dopravy a současně zachovat rentabilitu lze jen několika málo způsoby. Jedním z nich je optimalizace trupu a motoru, která se projeví snížením odporu a zvýšením účinnosti využití paliva. Další způsob představuje využití větrné energie.

Text Alexander Farnsworth
Foto Norsepower a Alexander Farnsworth

Doprava a logistika Soudečková ložiska

Finská společnost Norsepower vyrábí přídavné rotorové plachty. Když fouká vítr, plachty s futuristickým vzhledem, které jsou namontovány na palubě lodi, vyvíjejí tažnou sílu. Startup zaměřený na tento speciální tržní segment vznikl v roce 2012 a původně zaměstnával sedm techniků. Využil sto let známý princip proudění vzduchu, odporu a vztlaku, který udržuje ve vzduchu letadla. Na základě toho získal několik cen za inovace a kontrakty s největšími lodními společnostmi světa.
          

Obchodní kontakty

evolution@skf.com

„Tlak na zvýšení ekologie lodní dopravy snižováním emisí uhlíku se projevuje na celém světě,“ říká Tuomas Riski, generální ředitel společnosti Norsepower Oy se sídlem ve finských Helsinkách. Riski, bývalý IT manažer, založil společnost spolu se skupinou odborníků z námořního průmyslu. Jedním z nich je Kai Levander, přední lodní architekt. „Jsme přesvědčení, že naše technické řešení hybridního přídavného pohonu může k řešení ekologických problémů přispět výrazným způsobem.“

Naším hlavním cílem je pokračovat v rychlém prosazení tohoto technického řešení.
Tuomas Riski, generální ředitel společnosti Norsepower Oy se sídlem ve finských Helsinkách

Maersk Tankers, jeden z největších přepravců na světě, nedávno oznámil, že ve spolupráci se společností Shell Shipping & Maritime a britským ústavem Energy Technologies Institute plánuje testovat dvě rotorové plachty. Obě plachty, které mají výšku 30 a průměr pět metrů, budou instalovány na tankeru s objemem 110 000 DWT. Předpokládaná úspora paliva by měla dosáhnout zhruba 10 procent. Zkoušky prozatím největších plachet společnosti Norsepower budou trvat až do roku 2019. Tento kontrakt byl uzavřen na základě dvou jiných dodávek, které jsou už zařazeny do seznamu referenčních projektů společnosti Norsepower: ro-ro loď v Severním moři a trajekt Viking v Baltském moři.

Norsepower

  • Norsepower Oy Ltd je předním dodavatelem ověřených přídavných větrných pohonných systémů, které jsou řízeny softwarem a vyznačují se nízkými nároky na údržbu.
  • Společnost byla založena v roce 2012.
  • Hlavní sídlo leží ve finských Helsinkách.
  • Norsepower dokázala získat financování přesahující 10 milionů dolarů, což umožnilo vývoj, zkoušky a komercializaci rotorové plachty Norsepower Rotor Sail Solution.
    norsepower.com
Tuomas Riski, generální ředitel společnosti Norsepower Oy.

Tuomas Riski, generální ředitel společnosti Norsepower Oy.

Řešení SKF pro rotorové plachty

Rotorová plachta Norsepower dosahuje asi 200 otáček za minutu. Za příznivých větrných podmínek činí obvodová rychlost kompozitního pláště přibližně 170 km/h. Zařízení SKF se soudečkovými ložisky se v horní části sloupu použivá k přenosu tlačné síly na loď. Spodní část sloupu je vybavena vodicími válci osazenými ložisky SKF. Dále jsou v celém zařízení použita těsnění a mazací systémy SKF, které zajišťují nepřerušovaný provoz a odolávají působení přírodních sil v náročném prostředí.

„Často se na nás obracejí nové startupy o několik let dřív, než mají projekt připravený k realizaci. V tomto případě jsme rádi přispěli svými technickými znalostmi,“ říká Tommi Pitkaaho, manažer pro významné zákazníky SKF Finsko, který stál u začátků spolupráce s Norsepower v roce 2013. „S Norsepower vývoj nového řešení pokračoval velmi rychle.“

„V našem odvětví to je významný krok vpřed,“ říká Riski, sám nadšený námořník. „Kontrakt se společností Maersk představuje velký a náročný projekt. Ukázali jsme, že to s naším jednoduchým, odolným, avšak vysoce technologicky vyspělým patentovaným technickým řešením dokážeme.“

Rotorové plachty Norsepower tvoří velký lehký rotující válec z kompozitu, který je s nástavbou lodi spojen jako stožár. Místo obrovských textilních plachet, které umožňují využít energii větru k pohonu lodi, inovativní systém otáčí velkými kolmými válci pomocí elektromotorů. Pokud vane vítr, jak je tomu často na mezinárodních námořních obchodních trasách, aerodynamika rozdílu tlaků vzduchu proudícího kolem válce vytváří sílu, která je přenášena na loď.

Z fyzikálního hlediska je systém rotorových plachet Norsepower do jisté míry v rozporu s takzvaně selským rozumem. Nelze ho totiž v žádném případě srovnat s větrným mlýnem ani s plachtami, do nichž se vítr může doslova opírat. Systém dále vyžaduje elektřinu pro vytvoření rotačního pohybu, při němž působením větru současně vzniká oblast s vysokým a nízkým tlakem, který vyvolá tah.

Rotorová plachta Norsepower je vhodná pro většinu lodí s výjimkou lodí kontejnerových, vysvětluje Riski. Montáž rotorové plachty Norsepower na tankery na přepravu ropných látek nebo sypkých materiálů s dostatečným volným prostorem na palubě trvá pouhých několik dnů.

“Magnusův efekt”

“Magnusův efekt” – proud vzduchu obtékající rotující objekt.

Přírodní jev, který využívá společnost Norsepower, se jmenuje „Magnusův efekt“. Je pojmenován po německém fyzikovi Heinrichu Gustavu Magnusovi, který v roce 1852 jako první matematicky popsal proudění vzduchu kolem rotujícího předmětu, například tenisového míčku. Vztlakovou sílu, která vzniká při Magnusově efektu, využívá tzv. Flettnerův rotor. Tento rotor byl instalován jako hlavní pohon na rotorové lodi Buckau, která v roce 1926 překonala Atlantik. K vývoji popisovaného technického řešení přispěl rovněž finský inženýr Sigurd Savonius, který v roce 1924 vyvinul rotor s válcem otevřeným pro proudící vzduch, tzv. Savoniovu turbínu. Také on si zasluhuje uznání za podíl na vzniku tohoto řešení.

Jak vysvětluje Riski, rozšíření levných vznětových motorů způsobilo, že rotorové plachty byly na určitý čas pozapomenuty. Teprve nyní přichází vhodná doba ke komerčnímu využití. „V automobilovém průmyslu by takové řešení zavedli v podstatě do druhého dne,“ dodává. „Jestliže má být zajímavé pro rejdaře, musíme zajistit, aby bylo co nejlevnější a co nejsnáze použitelné.“

Jednoduše řečeno, systém rotorových plachet Norsepower lze aktivovat stisknutím tlačítka. Díky tomu lze snížit výkon hlavních motorů. Současně poklesne spotřeba paliva a množství emisí, přičemž je však k dispozici dostatečný výkon pro udržení rychlosti a délky plavby. K tomu samozřejmě musí vanout vítr.

Rotorová plachta se používá výhradně jako přídavný pohon, který umožňuje snížit spotřebu fosilních paliv a tím i množství emisí. V případě montáže na loď činí předpokládaná návratnost investice přibližně čtyři roky, dodává Riski.

Společnost Norsepower se již může odvolat na významné reference. V počátcích existence jí pomohlo udělení řady cen, které získala za technické inovace.

„Jsme malá společnost s celosvětovou sítí dodavatelů,“ říká Riski. „Naším hlavním cílem je pokračovat v rychlém prosazení tohoto technic­kého řešení.“

Související obsah