Яхты с солнечными батареями

Обзор яхт на солнечных батареях

Похоже, что наступил «золотой век» для любителей водных путешествий. Да и вообще для всех тех, кто любит проводить свой отпуск или просто свободное время на воде. И наступило это время благодаря такой бурно развивающейся отрасли, как гелиоэнергетика. Новые технологии позволили получить высокопроизводительные фотопреобразователи, небольшие, но мощные электродвигатели, компактные, но обладающие большой емкостью аккумуляторы. И вот появились лодки, катера, яхты, работающие на электричестве, которое дают солнечные батареи.

Одной из первых на воду была спущена яхта на солнечных батареях, которую ее создатели – итальянские студенты Марко Феррари и Альберто Франчи ─ назвали «Helios». У этой яхты были паруса, сделанные из 2500 гибких поликристаллических кремниевых батарей. Общая площадь этих батарей немногим больше 2000 квадратных метров. И они генерируют мощность более 350 киловатт.

В машинном отделении находится аккумуляторная группа, заряжаемая от этих солнечных батарей. От аккумуляторов работает малошумный маршевый электродвигатель, который и вращает винт. Поскольку из-за непогоды паруса с солнечными батареями могут быть в течение длительного времени сложены и не будут заряжать аккумуляторы, на яхте имеется дизель-генератор, который используется в пасмурную и ненастную погоду.

Яхта «Helios»

Появление солнечной яхты «Helios» стимулировало создание новых судов. А появление новых легких и прочных материалов дало простор фантазии дизайнеров и судостроителей. На воду были спущены не только большие яхты с солнечной энергетикой, но и небольшие прогулочные катера, лодки индивидуального пользования. И весь этот флот можно с полным правом назвать «солнечным», потому что именно солнце давало ту энергию, которая вращала винты этих судов.

Яхта MS Turanor PlanetSolar

Основанная в 2008 году швейцарская фирма PlanetSolar SA, желая продемонстрировать всему миру возможности солнечной энергетики, спроектировала яхту на солнечных батареях. На верфи в Киле немецкая фирма Knierim Yachtbau по швейцарскому проекту построила эту яхту, которую назвали «Turanor PlanetSolar». По задумке создателей судно должно было совершить кругосветное путешествие, используя только и исключительно солнечную энергию.

Яхта «Turanor PlanetSolar» отправилась в кругосветное путешествие.

Яхта представляла собой катамаран, между поплавками которого располагался основной корпус яхты. Верхняя палуба была покрыта панелями солнечных батарей, причем дополнительно к панелям, закрепленным на палубе, добавлялись блоки раздвижных панелей, которые выдвигались по левому и правому бортам.

Общая площадь гелиевых панелей составляет 537 квадратных метров. Панели имеют общую мощность чуть меньше 120 киловатт и заряжают литий-ионные аккумуляторы. Емкость аккумуляторов такова, что обеспечивается движение судна в течение пяти суток без подзарядки. От этих аккумуляторов, расположенных в боковых поплавках, питаются четыре маршевых электродвигателя.

В открытом море

Длина яхты ─ 31 метр, ширина ─ 15 метров. Высота ─ 7.5 метров. Водоизмещение ─ около 60 тонн. Вместимость – до 50 пассажиров. Максимальная скорость ─ до 15 узлов (примерно 25 км/час). Такую скорость яхта развивает благодаря двум винтам, выполненным из углеродных композитных материалов.

Рубка. Пульт управления

Еще одно интересное инженерное решение – диаметр каждого винта равен двум метрам. Это значительно больше, чем у винтов, устанавливаемых на кораблях такого класса. Но такой большой диаметр винтов позволил погрузить их всего лишь наполовину. Тем самым была решена двоякая задача – обеспечение поступательного движения и быстрое маневрирование катамарана без обычного руля.

У берегов Франции. Хорошо видны винты яхты.

В кругосветное путешествие был набран экипаж из пяти человек, который возглавил Рафаэль Домьян. 27 сентября 2010 года стартовав в Монако и пройдя более 60000 километров, совершив заходы в порты 28 стран, 6 мая 2012 года, через 585 дней яхта MS Turanor PlanetSolar вернулась в точку старта – в порт Эркюль Монако.

В порту

В настоящее время солнечный катамаран используется в качестве научного судна, хотя с успехом может быть переоборудован в прекрасную круизную яхту.

Яхта «Solarwave 62»

Другая швейцарская компания Solarwave, не желая отставать от PlanetSolar SA, решила создать собственную «зеленую» яхту. Причем этот корабль по замыслу разработчиков должен будет выпускаться серийно и предназначаться для круизных путешествий. В качестве партнера была выбрана Nedship – турецкая судостроительная верфь. И в 2015 году пилотный экземпляр круизной яхты был спущен на воду. Назвали ее «Solarwave 62» («Солнечная волна 62»).

Яхта «Solarwave 62»

Судно представляет собой катамаран, длина которого равна 18.6 метра. Корпус выполнен из композитного углеродного материала. Средняя часть крыши, состоящей из солнечных панелей, выполненных на базе монокристаллического кремния, может подниматься, пропуская солнечные лучи на палубу. Общая мощность этих батарей равна 15 киловаттам. Но при желании заказчика площадь крыши может быть увеличена, а соответственно будет увеличена и мощность солнечных батарей, которые заряжают блок аккумуляторов общей емкостью 100 киловатт-часов.

Яхта у берега. Крыша сложена.

Винты приводятся в движение двумя электродвигателями, имеющими пиковую мощность 62 кВт. Эти двигатели могут разогнать яхту до максимальной скорости в 13 узлов. При такой нагрузке аккумуляторы могут быстро разрядиться, поэтому такой режим работы рекомендуется применять только в экстренных случаях.

В открытом море

В обычной обстановке корабль двигается с крейсерской скоростью 7 узлов, что гарантирует максимальную дальность хода без подзарядки. Скорость, конечно, невелика, но и яхта эта не гоночная, а круизная.

Салон и пост управления яхтой

На судне имеется шестиметровый эллинг для небольших водных скутеров, лодок, солнечные террасы на носу и на корме, кают-компания с изящной обстановкой, камбуз, апартаменты владельца яхты, а также от трех до шести кают для гостей и экипажа. Стоимость такой яхты ─ 2.0 – 2.5 миллиона евро.

Катер «Aqua Watt 500 Solar»

Немецкая фирма Aqua Watt GmbH известна тем, что выпускает катера, яхты, лодки на электрическом ходу. Последней новинкой, которую фирма представила на рынок, стал катер на солнечных батареях. Этот катер был назван «Aqua Watt 500 Solar». В отличие от всех предыдущих судов фирмы этот катер работает полностью от солнечной энергии. Первоначально он предназначался для смотрителей и егерей заповедников, в которых очень строго следят за экологией, и где запрещено использование любых транспортных средств с вредными выбросами.

Катер «Aqua Watt 500 Solar»

Этот катер не нуждается в специально оборудованных причалах и местах швартовки. Малая осадка позволяет вытащить его на берег, а если это невозможно, то достаточно бросить якорь или пришвартовать к бую. Катер выпускается в двух модификациях – с двигателем в 1600 ватт и с двигателем в 800 ватт. С двигателем 1600 ватт катер может развивать скорость до 6 узлов.

С двигателем 800 ватт на полной мощности катер развивает скорость 4.7 узла, на половинной мощности – 4 узла. При постоянном солнечном освещении на скорости 5.5 узлов запас хода составляет 6 часов. При скорости 4 узла это время увеличивается до 10 часов. В ночное время запаса аккумуляторов хватает на 4 часа при скорости 5 узлов и на 6 часов при скорости 4 часа. На скорости 2 – 2.5 узла время движения не ограничено.

На озере

Корпус катера изготовлен из полиэфирного трехслойного стеклопластика. Солнечные батареи мощностью 1600 ватт выполнены на базе монокристаллического кремния. Литий-ионные аккумуляторы емкостью 210 амперчасов. Подводный двигатель с бесступенчатым электронным управлением, мощностью 1600/800 ватт. Длина катера ─ 5.5 метра, ширина ─ 1.84 метра. Осадка ─ 0.4 метра. Вес ─ 480 – 550 килограммов. Вместимость – 4 человека.

Сейчас на водной глади озер, рек, морей можно увидеть множество изящных, с фантастическими обводами лодок, яхт, катеров, поблескивающих голубыми солнечными батареями. Нет шума моторов, нет выхлопных газов. А это очень важно для минимизации техногенного воздействия человека на природу.

Источник

Яхты на солнечных батареях: как представить идеальный мир?

Многие видят его в окружающей нашу жизнь технике, которая выполняет свои функции без вреда природе и экологии. Идеальная картинка, где электрические автомобили и самолеты, эко-яхты передвигаются, не заглушая естественных звуков природы, а человечество не задыхается от выхлопных газов. Но, пока: нефть разливается по океану, а рыба и морские обитатели выбрасываются на берег. Идеальный порядок существует только в кино о будущем или в воображении альтруистов.

Проблемы генерирования и сохранения

С каждым годом общество делает все более уверенные шаги в замещении двигателей внутреннего сгорания на более экологически чистые источники энергии. Люди не просто создают альтернативные установки получения электричества, но и увеличивают эффективность их работы.

Современный электродвигатель способен выдавать невероятную мощность, но емкость накопителей, необходимых для его автономной работы, остается ограниченной. Многие производители техники ждут прорыва в вопросе увеличения емкости заряда литий-ионных батарей. Наиболее смелые двигаются своей дорогой в поиске решения в массовом использовании электродвигателей, производстве инновационных источников энергии для работы.

Альтернативная энергия для яхт

Производитель электромобилей Tesla — компания, которая оснащает станциями для зарядки автомобилей даже многовековые замки, усиленно трудится над проблемой сокращения времени зарядки автомобильных батарей. А как обстоят дела с яхтами и морскими судами? Мало кому известно, но они считаются более требовательными в отличие от автомобилей к увеличению дальности переходов без подзарядки аккумуляторов. Здесь интересными находками можно отметить сразу несколько судостроительных верфей.

Электрическая яхта и гибрид: особенности и преимущество

Словенская Greenline Yachts — единственная верфь, серийно выпускающая яхты с гибридными энергетическими установками. На последнем состоявшимся в Дюссельдорфе бот-шоу, компания представила пять мировых премьер, 2 из которых являются полностью электрическими. Это Greenline Neo E-drive и Greeline 39 E-drive. Чем привлекателен такой подход производителя к современному яхтостроению?

• Владельцам моторных яхт хорошо известно, что электрической энергии на борту всегда недостаточно для электропотребляющих устройств, имеющихся на судне. И самое простое решение в таких ситуациях — это запуск дизель-генераторной установки. На якорной стоянке в тихой бухте, где владельцам и гостям, находящимся на яхте, хочется тишины и покоя, такое включение грозит вибрацией корпуса, выбросом выхлопных газов. Из этой ситуации логичным выходом видится «гибрид», в котором накопленная в судовых емкостных батареях электроэнергия расходуется при стоянке с целью внутреннего потребления на холодильник, посудомоечную и стиральную машины, кофеварку, фен, кондиционер.
• Электрические яхты априори имеют самую ограниченную автономию перемещения. При этом, они не являются менее интересными для современного потребителя. Давайте посмотрим, почему? Запас хода яхты с полностью электрическими двигателями сегодня составляет от 20 до 80 миль. Этого вполне достаточно для навигации в ограниченном районе плавания на скорости не более 5 уз. Для увеличения этих параметров на гибридной яхте имеется дизель-генератор, способный выработать необходимый объем энергии для движения судна 6 узлов в час и запасом хода в 200 миль, а на яхте без дизель-электрической установки, солнечные панели для своевременной подзарядки аккумуляторов.

Яхт с гибридными и электрическими энергоустановками Greenline за последние 10 лет выпущено более 1000 и этот процесс становится все более необратимым. За десятилетний период Greenline Yachts выпускает уже 4 поколение гибридных яхт, которые с каждым разом становятся все более мощнее и более надежнее.

Солнечные панели SunPower

SunPower Corporation — один из лидеров в технологиях солнечной энергетики. Американской компанией производятся самые эффективные, создаваемые на основе технологии ячеек IBC, солнечные панели для оснащения жилых домов, космических летательных аппаратов. Компания SunPower уже имела опыт сотрудничества с японским автопроизводителем Honda, создавая автомобиль на солнечных элементах для гонок в Австралии. И не смотря на высокую стоимость солнечных панелей SunPower, любителям эко-яхт в перспективе можно надеяться и на сотрудничество компании с серьезными судостроительными верфями. Так, уже сегодня верфи Sunreef и Silent для своих солнечных панелей используют ячейки SunPower. Особенность – высокая эффективность и 25 лет гарантии от производителя.

Яхты на солнечных батареях

Sunreef строит первые эко-яхты

Компанией Sunreef Yachts используются солнечные батареи с производительностью в пиковые моменты до 25%. Панели Sunreef отличаются минимальным весом 1.8 кг на 1м², устойчивостью к механическим воздействиям, исключительной гибкостью, что позволяет устанавливать их любую поверхность яхты: надстройка, мачта, поверхность бортов, носовая часть. Солнечная энергия преобразования в солнечных панелях 80 Sunreef Power может достигать мощности 31 кВт/ч при покрытии всего судна и горизонтальными и вертикальными панелями, что позволяет судну двигаться с пониженной крейсерской скоростью, используя исключительно возобновляемую энергию солнца. На современном этапе развития и оптимизации солнечных батарей Sunreef их яхтенная система превосходит дизель-генератор по производительности, но выигрывает у него за счет меньшего веса.

Еще одним способом подзарядки аккумуляторных батарей яхты, Sunreef Yachts видит ветряные турбины. Ветряки — достаточно стабильный дополнительный источник энергии в любое время суток, неважно день это или ночь, пасмурная погода, стоянка в бухте или плавание в открытом море. Зеленая энергия от ветрогенераторов вырабатывается в любых условиях, от слабого ветра, до штормового.

Silent Yachts – яхты, работающие только на солнечных батареях и электродвигателях

Возможно ли это? Еще недавно казалось это маловероятным, но компания, в течение 5 лет проведя сотни экспериментов и совершив трансантлантический переход на такой совершенно автономной яхте без затрат топлива, запустила в серийное производство несколько моделей катамаранов Silent – от 60 футов до 100 футов длиной, в том числе трехпалубные яхты Silent 80 3-deck.

Silent Yachts — первые и единственные в мире океанские яхты, работающие исключительно на солнечной энергии. Это означает не что иное, как использование солнечной энергии при неограниченной дальности хода с нулевыми выбросами. В случае продолжительных периодов плохой погоды расширитель диапазона автоматически начинает заряжать литиевые батареи, когда они разряжены. Их мощность обеспечивает достаточное количество энергии для приведения яхты в движение, а также для работы всех бытовых приборов, включая кондиционер, ледогенератор, генератор воды или ноутбуки (230 В переменного тока / 110 В переменного тока). Silent может путешествовать неделями без топлива или без необходимости запуска генератора.

На видео — демонстрация как накапливается и как расходуется энергия на яхте Silent 80 на примере двухдневного круиза

Полные батареи вместо пустого топливного бака в конце поездки со всеми удовольствиями и комфортом, и при этом бесплатно. Стоит отметить, что Silent 80 может развивать скорость до 20 узлов.

Источник