Energy Observer – единственное исследовательское судно в своем роде. Для обеспечения корабля энергией используются только экологически чистые и возобновляемые источники электроэнергии — солнце, ветер и водород.
Судно покинуло французский город Сен-Мало 3 марта 2020 года. Это событие стало началом масштабного исследовательского путешествия, которое, по предварительным оценкам, растянется на четыре года. Общее расстояние, которое должен пройти корабль — двадцать тысяч морских миль. Всего он перейдет океан два раза, и за 2020 год посетит 9 портов.
Маршрут судна
На данный момент судно находится на пути в Марокко. Если погодные условия будут соответствующими, то придется сменить маршрут и идти к Канарским островам. Позже маршрут судна пойдет к Сен-Бартелеми, который находится в Вест-Индии.
Дальше судно перейдет Панамский канал, где простоит некоторое время в одноименном городе. Дальше путь будет идти к Гавайям, а затем судно направится в сторону Японии и прибудет в столицу.
Как заявил основатель данного проекта, все, кто в последнее время наблюдал за тем, как развивается энергия на основе переработки водорода, смогут увидеть удивительно хорошие результаты в этой области, которые получила Япония. В качестве примера можно привести то, что внедрение этого энергетического источника произошло не только на кораблях, но и в транспорте и инфраструктуре. Главная цель правительства Японии на ближайшие годы — установка водородных двигателей на восемьсот тысяч автомобилей в течение десятилетия. За 2020 год планируется обеспечить такими моторами 40 тысяч машин. Это показывает, что использовать экологически чистую и доступную энергию вполне возможно без заметных затрат.
После того, как судно посетит Японию, лодка отправиться в сторону Соединенных Штатов, а именно в штат Калифорния. Зимой 2020 года судно будет посещать американские города.
Калифорния занимает первое место в мире по концентрации машин, на которых установлен водородный мотор. Всего это количество составило семь тысяч автомобилей. Именно на территории Лос-Анджелеса, который посетит судно, создали первые в мире грузовики на водороде. Данное топливо сейчас продается в обычных станциях заправки и его приобретение вполне доступно.
В 2021 году судно отправиться на Галапагосы, а потом пройдет по югу Тихого океана, посетив четыре государства. В 2020 году планируется посетить Индонезию, Индию, некоторые страны Индокитая и Африку. В 2023 году судно отправиться в Бразилию, на Карибские острова и на восток Соединенных Штатов Америки.
В 2024 году судно примет участие в открытии новых Олимпийских Игр. Его можно будет увидеть на территории французской столицы.
Экология прежде всего
Данное судно можно считать уникальным в своем роде. Кроме экологической чистоты, этот катамаран является настоящей мобильной лабораторией для проведения исследований. На протяжении путешествия члены экипажа будут проводить различные испытания самых современных технологий, связанных с преобразованием энергии. На судне установлены все новейшие представители этой области, а также необычное снаряжение. Судно приводится в движение с использованием двигателя, который произвела компания Toyota. На лодке установлены винты и два жестких крыла, которые способны совершить полный оборот.
Одна из целей экспедиции — проведение многочисленных испытаний, связанных с наиболее рациональным и эффективным использованием энергии ветра и солнца, управлением энергетическими затратами и способностью вырабатывать водородное топливо прямо во время путешествия (раньше это было неосуществимо).
Площадь судна, на которой установлены солнечные батареи – 202 квадратных метра. На судне установлены различные солнечные батареи (всего — три вида). Среди них особо выделяется двухсторонняя батарея, которая сможет вырабатывать электроэнергию, как с помощью прямого солнечного света, так и благодаря свету, падающему снизу.
Солнечная энергия — не единственная, которая используется на судне. Также на нем установлен ветрогенератор и парус, общая площадь которого составляет 32 кв. м.
Когда судно начинает двигаться на парусах, электрические двигатели меняют свой режим и превращаются в генераторы, производящие электрическую энергию. Для того, чтобы хранить получаемую от экологически чистых источников энергию, используются две современные литий-ионные батареи.
Если заряд электрической энергии в аккумуляторах составит меньше тридцати процентов, то включится система автоуправления энергосистемой, которая генерирует электрическую энергию, используя водородное топливо.
Судно является полностью автономным, и электрическая система на нем не требует подпитки на земле. Водород получают, перерабатывая простую морскую воду и сжижая ее, для того чтобы хранить большие объемы.
Газообразный водород создает тепло и электроэнергию. Тепло, выделяемое при переработке, отапливает и снабжает водой жилые помещения. Электричество используется для того, чтобы приводить в действие систему автоматики и два двигателя, с помощью которых лодка и передвигается.
Помимо этого, на корабле присутствует дизельный генератор энергии на случай поломки основных. Его установили на судно исключительно из-за того, что этого требует морской устав. Он не очень мощный: вырабатываемой электроэнергии будет достаточно для того, чтобы продолжать управлять судном в случае аварии. По заявлению инженеров из Франции, электрические двигатели будут большую часть времени работать только на экологически чистой энергии.
Аккумуляторные батареи
Основные аккумуляторные батареи передают энергию двигателю через специальную сеть, напряжение которой составляет 400 Вт. Общая энергоемкость аккумуляторов – 112 кВтч. В качестве примера можно привести тот факт, что на автомобиле Renault s Zoe установлены аккумуляторы, которые только в 2,5 раза слабее чем этот.
На судне также установлены и другие аккумуляторы, предназначенные не для двигателя. Их суммарная мощность составляет 18 кВтч. Они необходимы для того, чтобы обеспечивать электрической энергией сети низкого напряжения и средства, необходимые для повседневного использования, среди которых: электрические навигационные системы, компьютер, свет, обеспечение комфорта и безопасности пассажиров. Для того, чтобы оба аккумулятора были работоспособны и в то же время сети были согласованы, пришлось приложить огромные усилия инженеров, но в итоге все получилось. В качестве примера можно привести то, что инженеры при разработке судна были вынуждены добавить силовые преобразователи для того, чтобы равномерно подавать энергию, получаемую из разных источников (солнечные батареи, ветровые турбины, водородные генераторы). Также всю проводку максимально упростили, благодаря чему мощность сети не теряется, а размеры систем хранения электроэнергии удалось значительно уменьшить.
Для того, чтобы управлять и согласовать распределение энергии, была создана система EMS. В нее входит несколько специализированных программ, около двухсот датчиков, несколько десятков различных механизмов. Данные, которые получают датчики, загружаются и анализируются в реальном времени.
Водородное топливо
На судне есть специальные баки, в которых хранится водородное топливо. Всего их восемь штук, объем каждого – 332 литра.
По изначальной задумке инженеров, данные резервуары должны были расположиться в корпусе судна, но в итоге было решено расставить их на каждом крыле отдельно.
Благодаря такому решению баки являются водонепроницаемыми и защищенными от моря. Для того, чтобы установить баки верно, необходимо было проводить точные расчеты.
Под высоким давлением водород может взорваться, и ранее данный источник энергии не использовали из-за трудностей с хранением. Сейчас его можно хранить с полной безопасностью, и он используется уже более двадцати лет.
Баллоны для водорода производятся из углеродного волокна, которое давно считается одним из самых легких и прочных материалов на земле.
Одна из проблем судна — большой вес аккумуляторов. Вес батареи составляет около 1 400 килограмм, а батарея вместе с топливным элементом и вовсе 1 700 кг, то есть на 1 кВт-ч приходится 12 килограмм веса. На примере данного судна стало понятно, что гораздо рациональнее использовать водород, ведь при пересчете на электроэнергию на 1,7 килограмма водорода приходится 1 кВт-ч энергии.
То есть занимая одинаковый вес, водород будет хранить в семь раз больше электроэнергии. Благодаря этому он получает огромные преимущества в сравнении с обычными батареями как в емкости, так и в мобильности.