วิศวกรจีนพัฒนาระบบหล่อลื่นฟองอากาศรุ่นที่สอง เพิ่มประสิทธิภาพพลังงานของเรือพาณิชย์อย่างมีนัยสำคัญ

วิศวกรจีนได้ประยุกต์ใช้หลักการลดแรงต้านที่เกี่ยวข้องกับกระสุนใต้น้ำความเร็วสูง เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพพลังงานของเรือพาณิชย์ ตามรายงาน เรือผลิตภัณฑ์และเคมีขนาด 50,000 ตันที่สร้างขึ้นเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้ติดตั้งระบบหล่อลื่นฟองอากาศรุ่นที่สอง และในการทดสอบการดำเนินงานเป็นเวลา 5 เดือน พบว่าการใช้พลังงานสุทธิลดลงประมาณ 5% ระบบนี้พัฒนาโดย Shanghai Maritime Research Institute โดยการฉีดอากาศอัดที่ด้านล่างของเรือเพื่อสร้างฟองอากาศชั้นหนึ่ง ลดแรงเสียดทานกับน้ำรอบข้าง ขณะนี้เรือบรรทุกน้ำมันได้เริ่มให้บริการแล้ว ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีนี้อาจช่วยให้บริษัทเดินเรือสามารถลดการใช้เชื้อเพลิงได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนระบบขับเคลื่อนหลักของเรือ

นอกจากนี้ สถาบันวิจัยดังกล่าวประเมินว่า สำหรับเรือบรรทุกน้ำมันขนาดนี้ การลดลง 5% จะช่วยประหยัดเชื้อเพลิงได้ประมาณ 1 ตันต่อวัน

หลักการของเทคโนโลยีหล่อลื่นฟองอากาศ

เทคโนโลยีหล่อลื่นฟองอากาศมีจุดมุ่งหมายเพื่อลดการสัมผัสระหว่างวัตถุกับน้ำรอบข้าง ตัวอย่างเช่น ตอร์ปิโดแบบ Supercavitating ซึ่งทำงานในช่องที่เต็มไปด้วยก๊าซ ทำให้ลดการสัมผัสกับน้ำอย่างมาก ช่วยให้สามารถเข้าถึงความเร็วใต้น้ำที่สูงมาก ระบบการเดินเรือเชิงพาณิชย์ใช้วิธีการที่แตกต่างกันตามหลักการนี้ ตามรายงานของ South China Morning Post ระบบนี้ไม่ได้สร้างช่องใหญ่รอบ ๆ กระสุนที่เคลื่อนที่เร็ว แต่จะฉีดอากาศอัดอย่างต่อเนื่องที่ด้านล่างของเรือเพื่อสร้างฟองอากาศขนาดเล็กชั้นหนึ่ง ระหว่างเรือกับน้ำทะเล ซึ่งเปลี่ยนแปลงการไหลของน้ำที่ใกล้กับพื้นผิวเรือ สร้างสารผสมระหว่างอากาศและน้ำเพื่อลดแรงเสียดทาน

เนื่องจากแรงต้านลดลง พลังงานขับเคลื่อนที่จำเป็นในการรักษาความเร็วของเรือจึงลดลงด้วย ประสิทธิภาพโดยรวมขึ้นอยู่กับความสมดุลระหว่างพลังงานที่ประหยัดได้จากการลดแรงเสียดทานของเรือกับพลังงานไฟฟ้าที่ใช้โดยเครื่องอัดอากาศ รายงานการประหยัดพลังงานสุทธิ 5% ได้พิจารณาความต้องการพลังงานเพิ่มเติมนี้แล้ว แม้ว่าสถาบันวิจัยยังไม่ได้ให้รายละเอียดการทดสอบที่แยกออกมา

การอัปเกรดระบบและการทำงานอัตโนมัติ

ระบบหล่อลื่นฟองอากาศรุ่นที่สองได้รับการปรับปรุงจากเวอร์ชันต้นแบบที่ทดสอบในเดือนเมษายน 2022 บนเรือขนส่งตู้คอนเทนเนอร์ขนาด 1,800 TEU การพัฒนาระบบอัปเกรดเริ่มขึ้นในเดือนถัดไป โดยวิศวกรมุ่งหวังที่จะลดการพึ่งพาการทำงานด้วยมือในแบบจำลองก่อนหน้า เวอร์ชันใหม่รวมถึงโครงสร้างการจัดหาอากาศที่ปรับปรุงเพื่อลดการใช้พลังงานของเครื่องอัดอากาศ และเพิ่มฟังก์ชันการควบคุมและติดตามอัตโนมัติ ระบบควบคุมอัจฉริยะจะปรับปริมาณอากาศที่จัดส่งไปยังด้านล่างของเรือโดยพิจารณาจากความเร็วและความลึกของเรือ ระบบการดำเนินงานดิจิทัลยังสามารถติดตามและวิเคราะห์ประสิทธิภาพพลังงานได้แบบเรียลไทม์

ฟังก์ชันเหล่านี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อทำให้เทคโนโลยีนี้ใช้งานง่ายขึ้นในสภาวะการเดินเรือที่เปลี่ยนแปลง พร้อมทั้งลดพลังงานที่จำเป็นในการสร้างฟองอากาศ ระบบนี้ออกแบบมาให้เข้ากันได้กับเรือพาณิชย์และเทคโนโลยีการขับเคลื่อนหลายประเภท ตามคำกล่าวของสถาบันวิจัย มันเข้ากันได้กับเรือที่ใช้พลังงาน LNG, ไฟฟ้า, เมทานอล และแอมโมเนีย การพัฒนารายละเอียดเหล่านี้ให้ฐานเพิ่มเติมสำหรับการนำไปใช้ในเรือพาณิชย์ แต่การนำไปใช้ในวงกว้างจะขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพในแบบจำลองเรือที่แตกต่างกัน สภาวะการดำเนินงาน และเส้นทางเดินเรือ

ศักยภาพทางการค้าของระบบหล่อลื่นฟองอากาศและความท้าทาย

การพัฒนาระบบหล่อลื่นฟองอากาศถือเป็นความก้าวหน้าที่สำคัญในอุตสาหกรรมการเดินเรือในการเพิ่มประสิทธิภาพพลังงาน โดยการลดแรงเสียดทาน เทคโนโลยีนี้ไม่เพียงแต่ช่วยลดการใช้เชื้อเพลิง แต่ยังเพิ่มประสิทธิภาพการดำเนินงาน ด้วยการเปิดตัวเวอร์ชันใหม่ ฟังก์ชันการทำงานอัตโนมัติและการควบคุมอัจฉริยะทำให้การดำเนินงานในสภาวะการเดินเรือที่แตกต่างกันมีความยืดหยุ่นมากขึ้น อย่างไรก็ตาม การนำไปใช้ในวงกว้างยังต้องพิจารณาความสามารถในการปรับตัวของการออกแบบเรือที่แตกต่างกันและสภาพแวดล้อมการดำเนินงาน ซึ่งจะส่งผลต่อความเร็วในการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมการเดินเรือเชิงพาณิชย์