Ekologiczny napęd żaglowo słoneczny o sztywnych żaglopłatach, wspomagany agregatem prądotwórczym.

Transkrypt

1 Ekologiczny napęd żaglowo słoneczny o sztywnych żaglopłatach, wspomagany agregatem prądotwórczym. Poniżej zaproponowano perspektywiczny, zgłoszony do Urzędu Patentowego ekologiczny napęd żaglowo słoneczny o sztywnych żaglopłatach wyposażonych w ogniwa fotowoltaiczne, dla jednostek pływających o znacznej szerokości, głównie średniej wielkości jachtów motorowych o kształtach podwodzia zbliżonych do katamarana lub trimarana, pływających w reżimie wypornościowym (V/ L ~ 4, gdzie V szybkość jachtu w km/h, L długość linii wodnej w m). Aktualnie droższy od tradycyjnego, lecz biorąc pod uwagę bardzo dynamicznie rozwijającą się produkcję coraz sprawniejszych i tańszych ogniw fotowoltaicznych oraz duże zaangażowanie i postęp technologiczny w produkcji akumulatorów do samochodów elektrycznych ceny tego ekologicznego napędu mogą być już w niedługim czasie porównywalne. Zasadę działania tego napędu pokazano na przykładzie jachtu motorowego BM 1220 M w dwóch wariantach stałych żaglopłatów układanych poziomo dla obniżenia wysokości jednostki pływającej nad powierzchnią wody dla przejścia pod przeszkodami wodnymi i zwiększenia stateczności w ekstremalnych warunkach pogodowych bez zmiany ich powierzchni (wariant I) i żaglopłatów rozkładanych dla zwiększenia ich czynnej powierzchni (wariant II). W wariancie I złożone poziomo żaglopłaty stanowią jednocześnie zadaszenie pokładu słonecznego jednostki. Odpowiednio dobrany profil żaglopłatów w wariancie I o stałej powierzchni i w wariancie II tak w stanie rozwinięcia jak i w stanie złożonym (przy większej sile wiatru) pozwala na osiągnięcie dużej siły ciągu, nawet przy ostro wiejącym wietrze od dziobu. Z uwagi na to, iż efektywność sztywnych żaglopłatów znacznie przewyższa tradycyjne ożaglowanie ich powierzchnie zostały zmniejszone o 15% w stosunku do ożaglowania tradycyjnego. Zastosowanie sterowania elektryczno hydraulicznego pozwala wszelkie czynności związane z obsługą żagli w pełni zautomatyzować. Wszelkie te czynności odbywają się z jednego miejsca ze stanowiska sternika. Do zalet takiego napędu obok zalet ekonomicznych można zaliczyć i ochronę środowiska przed nadmierną emisją spalin. Zainstalowany na jachcie agregat prądotwórczy o niewielkiej mocy służy jedynie w sytuacji bezwietrznej pochmurnej pogody do ładowania akumulatorów i przemieszczania się jachtu z niewielką szybkością. Żaglopłaty przyczyniają się również do poprawy komfortu żeglugi poprzez zwiększenie stabilności jachtu. Działają stabilizująco na amplitudę i częstotliwość bocznych przechyłów. W zależności od siły wiatru powierzchnia żaglopłatów w przypadku jachtu BM 1220 M w wariancie II może wynosić od 6,5 m 2 (pływanie tylko na jednym złożonym żaglopłacie na przednim maszcie pozostałe także złożone ustawia się w kierunku wiatru siła ciągu tak ustawionych żaglopłatów równa się zeru) do 39 m 2 w przypadku, gdy wszystkie żaglopłaty są rozłożone. W ekstremalnych warunkach wszystkie żaglopłaty w wariancie I są ułożone poziomo, a w wariancie II złożone i ustawione w kierunku wiatru. Jacht płynie pełnym baksztagiem pod naporem wiatru na osprzęt żaglopłatów i nadwodną zabudowę, lub staje w dryfie na dryfkotwie z dziobu. 1

2 Przy słabym wietrze (a także przy bezwietrznej pogodzie) wykorzystuje się w obu wariantach dwuśrubowy kompaktowy napęd elektryczny 230V AC sterowany częstotliwościowo pobierający energię z akumulatorów ładowanych prądem z ogniw fotowoltaicznych. W przypadku zapotrzebowania na większą moc, funkcja urządzenia (spełniającego potrójną rolę: przetwornicy z 24V DC na 230V AC, ładowarki akumulatorów z ogniw fotowoltaicznych i w razie potrzeby z agregatu prądotwórczego) zarządzająca zasilaniem automatycznie uruchamia generator w celu dostarczenia wymaganej mocy. W tym przypadku moc dyspozycyjna będzie sumą mocy z akumulatorów i agregatu. Przy dobrym nasłonecznieniu i korzystnym ustawieniu żaglopłatów ogniwa fotowoltaiczne na żaglopłatach i zadaszeniu kokpitu jachtu BM 1220 M mogą dostarczyć moc rzędu 2,7 kw w wariancie I i 3,0 kw w wariancie II. Jacht BM 1220 M z napędem żaglowo - słonecznym w obu wariantach jest projektowany do pływań według kategorii projektowej C (żegluga przybrzeżna o sile wiatru do 6º B i wysokości fali do 2 m włącznie). Dla każdego wariantu podano dodatkowo po jednym przykładzie realizacji tego wynalazku. Dodatkowo pokazano mały domek na wodzie BM 670 S przeznaczony głównie do stacjonarnego wykorzystania na wybranym akwenie. BM 670 S to typowy domek pływający przeznaczony dla 4 5 osób, różniący się od innych mieszkalnych jachtów motorowych o podobnych wymiarach przede wszystkim stopniem komfortu oferowanego załodze. Wyposażenie może posiadać nie gorsze niż mały domek turystyczny, wybudowany nad brzegiem rzeki czy jeziora: toaletę z prysznicem, kambuz z kuchenką elektryczną, lodówkę z zamrażarką, zlewozmywak, rozkładany stół dla 5 osób i rozsuwane tapczany. Jest przestronniejszy i niezwykle stateczny. Przechyły na nim są prawie niezauważalne. Jest tak zaprojektowany, że można go przewozić na dwuosiowym wózku za większym samochodem osobowym do wybranych atrakcyjnych akwenów, gdzie można znaleźć bezproblemowy wypoczynek na mało zagospodarowanych jeziorach, czy głuchych leśnych rozlewiskach rzek. Przez zsunięcie pływaków i zawieszenie barierek otrzymuje się szerokość transportową nie przekraczającą 2,5 m i długość 6,7 m. 2

3 JACHT MOTOROWY BM 1220 M Z NAPĘDEM ŻAGLOWO SŁONECZNYM WARIANT I L C 12,20 m B C 4,20 m T 0,50 m 13,00 m 3 S 31 m 2 Napęd ekologiczny żaglowo słoneczny wspomagany generatorem pr. zmiennego 11kW 2 silniki elektr. sterowane częstotliwościowo 2 x 6 kw 230 V AC Ogniwa fotowoltaiczne o mocy 3,1 kw przy średnich warunkach nasłonecznienia. Akumulatory 6x214 Ah 12V (3x428 Ah 24V) Urządzenie sterujące systemem zasilania elektr. Combi γ w układzie 3 fazowym kat. Vetus. 3

4 JACHT MOTOROWY BM 1220 M Z NAPĘDEM ŻAGLOWO SŁONECZNYM WARIANT II L C 12,20 m B C 4,20 m T 0,50 m 13,00 m 3 S 19,5 39 m 2 Napęd ekologiczny żaglowo słoneczny wspomagany generatorem pr. zmiennego 11 kw 2 silniki elektr. sterowane częstotliwościowo 2x6 kw 230 V AC Ogniwa fotowoltaiczne o mocy 3,9 kw przy średnich warunkach nasłonecznienia. Akumulatory 6x214 Ah 12V (3x428 Ah 24V) Urządzenie sterujące systemem zasilania elektr. Combi γ w układzie 3 fazowym kat. Vetus. 4

5 5

6 6

7 JACHT MOTOROWY BM 50 K 7

8 8

9 JACHT MOTOROWY BM 50 K 9

10 10

11 JACHT MOTOROWY BM 50 K Z NAPĘDEM ŻAGLOWO SŁONECZNYM WARIANT II (przykład realizacji) L C 14,50 m B C 6,60 m T 1,10 m 20,00 m 3 S m 2 Napęd ekologiczny żaglowo słoneczny wspomagany generatorem pr. Zmiennego19,2 kw 2 silniki elektr. sterowane częstotliwościowo 2x15 kw 230 V AC Ogniwa fotowoltaiczne o mocy 8 kw przy średnich warunkach nasłonecznienia. Akumulatory 10szt.x 200 Ah (1000 Ah 24V DC). Urządzenie sterujące systemem zasilania elektr. Combi γ w układzie 3 fazowym kat. Vetus. 11