Lodě na baterie a bez posádky
Loď Yara Birkeland v reálné velikosti, foto © Kongsberg
Loď s čistě elektrickým pohonem realizovala norská firma Yara (dříve Norsk Hydro) v podobě plavidla Yara Birkeland. Toto zcela bezemisní plavidlo je navíc připraveno pro dálkové řízení i zcela autonomní provoz.
Loď se tedy obejde bez posádky a bude řízena jen prostřednictvím satelitní navigace, radarového a video monitoringu okolního provozu. Projekt byl zahájen stavbou a testováním šestimetrového 2,4 tuny těžkého modelu v 80timetrovém zkušebním bazénu v září roku 2017. Nyní již plně funkční loď s kapacitou 120 standardních kontejnerů prochází závěrečným testováním a do ostrého provozu by měla přejít v roce 2022.
Plavidlo bude zajišťovat kontejnerovou přepravu umělých hnojiv pro export z výrobního závodu Heroya u Porsgrunu do přístavů Brevik a Larvik k překládce na zámořská plavidla. Dosud bylo třeba za rok pro tento účel vypravit až 40 tisíc jízd kamionů, denně tedy víc než 100 jízd. Třebaže jsou vzdálenosti z Porsgrunu do obou přístavů nevelké (a 7 a 30 km), je úspora emisí a zúžení firemní flotily kamionů nesporným přínosem nového způsobu pravidelné přepravy. Autonomie je zvýrazněna i plně automatizovanými systémy nakládky a vykládky v přístavech.
Šestimetrový model plavidla Yara Birkeland při testování systémů autonomního provozu v bazénu technické univerzity v Trondheimu.
Trup lodě byl postaven v loděnicích Rumunsku, jejich vybavení elektronickými systémy automatického řízení pak bylo vyrobeno a instalováno společností Kongsberg v Norsku. Z její firemní prezentace je zřejmé, že civilnímu nasazení autonomních technologií pro plavidla předcházel v Konsbergu jejich vývoj pro vojenské využití dálkově řiditelných „vodních dronů“.
Technická data
Základní technické a provozní parametry plavidla Yara Birkeland jsou následující:
| Délka | 80 m, šířka 15 m, celková výška 12 m, max. ponor 6,3 m |
| Rychlost | ekonomická 6–7 uzlů (12 km/h), maximální 13 uzlů (24 km/h) |
| Nákladový prostor | 120 standardních kontejnerů TEU (délka 20 stop/6 m) |
| Pohon | 2× směrově otočné lodní šrouby po 900 kW na zádi, 2× příčné vodní trysky po 700 kW (pro manévrování v přístavu) v přídi |
| Kapacita baterií | 7–9 MWh (baterie budou nabíjeny z vnějšího zdroje automaticky především v čase nakládky a vykládky). |
V současné době probíhají testování všech systémů a zkušební plavby s posádkou. Postupně se bude přecházet na autonomní provoz. Potřebná přístavní infrastruktura v místě nakládky uvnitř továrny v Heroya je dokončena, čeká se jen na dodání autonomního jeřábu a jeho uvedení do provozu. Loď je v současné době zakotvena v cílovém přístavu Brevik, kde probíhá testování systémů pro automatické přiblížení a ukotvení na místě automatické vykládky kontejnerů. Do konce letošního roku by měla loď Yara Birkeland zvládnout 40–60 % celkového plánovaného objemu kontejnerů. V první fázi provozu se počítá s omezeným počtem členů posádky. Se zcela autonomním komerčním provozem se počítá od roku 2022.
Názorná animace provozu autonomní lodi Yara Birkeland
Lodě s hybridním pohonem
O elektrickém pohonu mořských plavidel vyšel na TZB-info článek Napříč Baltem s hybridním pohonem. Popisuje trajekty na lince mezi německým Puttgardenem a Rodby v Dánsku a Rostockem (SRN) a Gedserem (DK). Jejich hybridní pohon spočívá ve snížení počtu dieselových motorů ze čtyř na jeden, pohánějící za optimálních otáček generátor k nabíjení akumulátorů. Ty pak přes elektromotory pohánějí tradiční lodní šrouby. Lodě jsou navíc prostřednictvím robotické ruky s konektorem dobíjeny během zastávek v přístavu. Hybridní schéma je zejména v Norsku používáno u menších trajektů přes fjordy nebo k malým ostrovům při atlantickém a severomořském pobřeží země.
Pocta Kristianu Birkelandovi
Loď nese na svém trupu jméno norského vědce a vynálezce Kristiana Birkekanda (nar. 1867), který stál u samotného vzniku společnosti Norsk Hydro. Měl štěstí na dobu, kdy talentovaný jedinec ještě mohl zvládnout nejen teoreticky, ale i v praktické aplikované podobě několik více či méně příbuzných přírodovědných i ryze technických oborů. Na přelomu 19.–20. století byl svět nadšen možnostmi praktického využívání elektrické energie. Birkeland přišel s nápadem využití elektromagnetu ke konstrukci elektromagnetického děla, v němž by byl železný náboj v hlavni urychlen lineárně se posunujícím magnetickým polem, tvořeným postupně cívkami elektromagnetů kolem hlavně.
V 60 cm dlouhé hlavni dosáhl 500gramový náboj rychlosti 50 m/s.
Portrét Kristiana Birkelanda (reprodukce z norské 200 Nkr bankovky)
Birkeland chtěl prodejem patentu na tuto zbraň získat prostředky k uspořádání polární výpravy, kde hodlal bádat nad zemským magnetismem. Dělo bylo vyrobeno, úspěšně testováno, ale… Když bylo roku 1903 předváděno zástupcům armády, došlo ke zkratu a bylo zničeno. Jeho torzo se dochovalo a je umístěno u vstupu do firemního muzea v Notoddenu.
Birkeland na možnosti elektřiny nezanevřel, začal se zabývat vlastnostmi elektrického oblouku i plasmy. Podařilo se mu napodobit reakci probíhající při atmosférickém výboji a atmosféře, při které vznikají oxidy dusíku NOx. Vznikající oxid dusnatý NO byl zpracován na kyselinu dusičnou HNO3 a pak na dusičnan vápenatý Ca(NO3)2 a to bylo první umělé hnojivo s obchodním označením „norský ledek“.
Birkeland se stal společníkem Sama Eydeho, prvního ředitele firmy Norsk Hydro. Průmyslová výroba ledku byla zahájena v Notoddenu v květnu roku 1905. Profesor Birkeland se dostal i na norské bankovky – a nyní nese jeho jméno i loď, která bude převážet umělá hnojiva k další expedici do celého světa.
Foto Yara a Kongsberg