Tag: Blog Fundacji 4 Kontynenty

Wracając do barier, jakie muszą pokonywać projektanci, starając się migrować do napędów elektrycznych, jak wspomniałem wcześniej, pływanie łodzią elektryczną przypomina nieco organizowany cyklicznie “rajd o kropelce”.  Zabieramy na pokład nasz wspomniany wyżej litr paliwa i staramy się z niego korzystać jak najdłużej – a bez problemu przepływamy na nim nawet 100km. Tak wysoko postawione bariery energetyczne wymuszają sięganie po technologie, które optymalizują każdy aspekt ruchu jachtu elektrycznego. Zmusza to projektanta do sięgania po bardzo zaawansowane narzędzia na etapie projektowania kształtu kadłuba. Aby szacować i optymalizować opory ruchu, dokonuje się symulacji numerycznych w mechanice płynów (ang. Computational Fluid Dynamics (CFD), często też sięga się po badania modelowe. Ale na tym nie kończą się procesy projektowe. Przechodzenie na napędy elektryczne zmusza firmy produkcyjne do współpracy z inżynierami o bardzo wysokich kompetencjach w zakresie wiedzy o stosowaniu i sterowaniu takimi napędami. Współczesny rozwój technologii napędów elektrycznych dokonał skoku rozwojowego w tym obszarze inżynierii. Okazuje się, że w zakresie optymalizacji pracy silników elektrycznych można osiągać po coraz lepsze wyniki wskaźnika sprawność/wydatek energetyczny poprzez specjalistyczne sterowniki silników. Podobnie zresztą dzieje się w branży samochodowej. Obecnie sięgamy jeszcze dalej. Zdając sobie sprawę z technologii produkcji silników prądu stałego, do których produkcji niezbędne są metale ziem rzadkich, a ich ilość w zasobach ziemi jest bardzo ograniczona. Konkurują o te surowce firmy rozwijające technologie akumulatorowe, ale także właśnie producenci silników prądu stałego, które do pracy potrzebują magnesów trwałych. Świadomi ciągle rosnących cen tych surowców, wdrażamy stosowanie silników indukcyjnych, których prosta budowa opracowana przez Nicola Teslę w 1887r, nie wymaga niczego poza stalą i miedzią. Do ich optymalnej pracy i sterowania wymagane jest stosowanie inwerterów i falowników (w uproszczeniu, urządzeń zajmujących się wytwarzaniem prądu przemiennego oraz sterowaniem częstotliwością). Ta dziedzina wiedzy także ma swoje tajemnice i najciekawszą z nich jest wektorowa kontrola parametrów silnika (ang. Field-Oriented Control FOC), która wymaga unikalnej wiedzy informatycznej z zakresu programowania przebiegów prądowych na poziomie samych maszyn. Technologia jest na tyle innowacyjna, że brak wciąż nadążającej za technologią literatury dotyczącej przedmiotowego tematu. Jako projektanci i inżynierowie sami opracowujemy odpowiednie narzędzia wspomagające te technologie. W naszych projektach uwzględniamy nawet postępujący rozwój tej technologii i implementujemy rozwiązania pozwalające na zdalny upgrade oprogramowania wraz z rozwojem naszej wiedzy z tego zakresu. Robimy to po prostu przez Internet. Zatem współczesna, elektryczna łódź przyszłości, działa czasami jak współczesny telefon komórkowy, który co jakiś czas sięga po nowe oprogramowanie, dzięki któremu uzyskuje nowe funkcje i pracuje lepiej. Na pokładzie projektowanych i budowanych łodzi pojawia się zatem coraz więcej zaawansowanego sprzętu, który kontroluje wszystkie systemy. Na pokładzie każdej naszej łodzi pływa nawet kilkanaście maleńkich komputerów, a dla ciekawskich dodamy, że całość pracuje pod kontrolą systemu Linux.

Otwiera to drogę do implementowania nowych i ciekawych funkcji, jak np. autonomiczne pływanie po wyznaczonych wcześniej trasach, możliwość zdalnego sterowania, czy znajomość pozycji łodzi , choćby przez telefon. Znajomość pracy wszystkich komponentów, stanu sprzętu, albo innych dowolnie wymyślonych parametrów. Właściciel łodzi może w czasie rzeczywistym mieć dostęp do wiedzy o tym gdzie jest jego jacht, z jaką prędkością płynie, jaki jest stan akumulatorów. Możemy nawet zrobić z naszej łódki stację pogodową, która poinformuje nas, przez telefon lub Internet, jakie warunki panują na akwenie, na którym nasza łódź stoi – temperaturę powietrza, wody, wilgotności, siły i kierunku wiatru. Możliwości wciąż wydają się nieskończone.

Nasza branża rozwija się niezwykle dynamicznie, zmienia się w niej wszystko. Niezmienne wydają się tylko prawa fizyki, stojące u podstaw projektowych, w tym prawo Archimedesa, dające dociekliwym odpowiedź na kluczowe pytanie: dlaczego łódź pływa?