Električni brod iz ravnice

Za tri mjeseca počinje gradnja jedrenjaka u brodogradilištu DIV grupe u Splitu
U Osijeku nastaje najveći jedrenjak pogonjen na struju na svijetu, a čije baterije se pune samom plovidbom. Na osječkom Fakultetu elektrotehnike, računarstva i informacijskih tehnologija grupa mladih znanstvenika radi na projektu koji je trenutno u vrhu svjetskih trendova. Automobili na struju postaju standard, a osječka se ekipa prebacila na - brodove. Iako je taj pothvat timski napor, stvar uvijek počinje od jednog čovjeka.

Prof. dr. sc. Željko Hederić, predstojnik Zavoda za elektrostrojarstvo, voditelj Laboratorija za električne strojeve i hibridne pogonske sustave na osječkom FERIT-u, voditelj je i pokretač projekta (jednog od nekoliko, koliko ih vodi). Sa 17 suradnika koji rade na Fakultetu i još pet vanjskih suradnika na projektu razvija pogon koji je za brodove isto ono što Mate Rimac radi s automobilima.

"Oranje" mora
Projektiranje pogona, osmišljavanje vrste motora, pretvarača, sustava baterija i sve ono što će brod učiniti električnim radi ekipa s osječkog FERIT-a, i nije riječ o akademskom teoretiziranju, već projektu koji je u punoj brzini - za tri mjeseca počinje gradnja broda, a do kraja iduće godine u planu je da jedrenjak zaplovi i bude u punoj funkciji.

Priča započinje kada FERIT postaje dio IRI2 projekta čiji je nositelj Brodosplit, odnosno DIV grupa unutar koje se brodogradilište nalazi. Partneri su splitski Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje i osječki FERIT. Idejni projekt FERIT-a projektno će realizirati Marine Energy Solutions DIV d.o.o. - i to su osnovni "suhi" podatci o projektu.

- Pokušali smo doznati - nismo naišli na podatak koji bi nas demantirao - riječ je, vjerojatno, o najvećem jedrenjaku ove vrste na svijetu. Ni u svjetskom registru brodova nismo našli veći brod koji koristi hidrokinetičke sile za punjenje baterija.

Eksperimentiranje s električnim pogonom brodova nije novost, ali do sada su projektirani npr. trajekti na struju, no oni su samo u "plug in" verziji. Prometuju preko uskog kanala i pune se strujom s kopna dok su vezani na dok. Postoje već i jahte s motorima na struju, ali uglavnom se baterijom pune iz solarnih panela. Osječki je projekt najveći brod koji se napaja strujom - samim jedrenjem. Naime, ono što ovaj električni jedrenjak izdvaja od sličnih plovila je to što će brod prilikom plovidbe na jedra ujedno puniti baterije, i to na vrlo domišljat način. Naime, brodski vijci imaju promjenljivu geometriju lopatica i mogu se zakrenuti krilca elisa koja će se tako zbog gibanja broda kroz vodu početi okretati na suprotnu stranu i služiti kao generatori koji će stvarati struju. Ovaj će "reverzibilni vijak", kako ga strojari nazivaju, puniti baterije velikog kapaciteta u potpalublju. Riječ je o svojevrsnom "oranju" mora - kaže prof. Hederić.

Hederić priča kako to nije kraj jer planiraju razvoj i cijelog sustava koji će kontrolirati sve informacije na brodu koje će se skupljati na komandnom mostu. Od meteoroloških podataka, kako bi zapovjednik znao gdje je najpovoljniji vjetar, do apsolutno svih sustava broda i pogona, zalihe struje u baterijama, funkcioniranja motora, solarnih panela, vjetroelektrana, tople vode, potrošnje energije... Ujedno, kontroliranje svih "prihoda" i rashoda" energije na brodu.

- Da bi takav brod bio isplativ, on mora savršeno funkcionirati u ekonomiji energije. Postoje sustavi u vojnim industrijama koji već operiraju na sličan način i postoje dijelovi sustava koji rade na sličan način, ali ne za ovaj brod. To je ono što mi radimo - kaže prof. Hederić.

Budućnost izvjesna
U pitanju je proizvod na tržištu koje će "eksplodirati" jer su fosilna goriva na zalasku. Znanje koje će ostati na osječkom FERIT-u postat će vrjednije nego da su otkrili naftu u fakultetskom dvorištu. Iako ne žele govoriti o tome jer nije dio njihova posla, postoji vrlo velik interes za ova specifična znanja u snažnim industrijskim zemljama koje imaju kapacitete proizvoditi stotine ovakvih brodova. No to su neke teme o kojima ćemo, kako stvari stoje, pisati u vremenima koja dolaze.

- Mi ćemo sada dobiti nužna znanja i moći ćemo "proizvoditi" inženjere za takve poslove. Cilj je fakulteta da proizvede inženjere za industriju i tehnologije koje dolaze. Zato je bitno imati takav "know-how" - kaže prof. Hederić.

Kako ništa ne nastaje ni iz čega, tako ni gradnja broda na struju s reverzibilnim vijkom nije nastala "iz zraka", već svoje korijene ima u konceptu koji je Hederić osmislo baš za Osijek i Dravu.

- Priča počinje još 2013. godine kada sam projektirao "riječni tramvaj". To su brodovi koji bi išli cik-cak Dravom od Josipovca do Nemetina i pogonio bi ih komprimirani zrak koji bi dolazio iz hidrokinetičke energije rijeke Drave. Na svakom bi pristaništu postojala turbina koju bi pokretala Drava i koja bi komprimirala zrak u spremnike. Brod bi u sekundi prilikom pristajanja napunio komprimirani zrak u spremište i nastavio plovidbu - objašnjava prof. Hederić rješenje za prijevoz koje je apsolutno čisto, besplatno i, što je najvažnije, ne mora se satima čekati na pristaništu da se napune baterije, već se komprimirani zrak u sekundi prebacuje na plovilo koje može nastaviti dalje. Hederić kaže da bi 13 pontona za pristajanje proizvelo više struje nego što koštaju plaće svih zaposlenih na "riječnom tramvaju". Sigurni smo da većina Osječana nikada nije čula za ovaj projekt. No za njega su čuli u DIV grupaciji i shvatili njegovu primjenu.

Mnogo smo puta čuli kako se gospodarstvo može razvijati samo ako napustimo stare tehnologije i usvojimo inovacije. Na FERIT-u upravo to čine.

Čak 30 tona akumulatora i sedam MWh
Trojarbolna škuna, čelični brod od 600 BRT-a, dužine preko svega 63,95 metara, širine 10 metara i s jarbolima visokim 43 metra, u cijelosti će biti pogonjena na električni pogon iako će zbog pravila gradnje i sigurnosti morati imati i dva dizelska agregata za svaki slučaj. No ti dizelski motori neće imati potrebu paliti se uopće. Osam jedara površine od 845 metara moći će potjerati brod do desetak čvorova brzine. Brod će biti opremljen s 30 tona akumulatora koji imaju kapacitet od sedam megavatsati. Brod je građen prema već postojećem jedrenjaku iz DIV grupe koji se zove “Klara” i u funkciji je kao kruzer, ali osim samog vanjskog izgleda i gabarita imat će malo zajedničkog s “Klarom”. Jedra će biti od napetog platna koja će više sličiti na krila lopatica s vjetroturbina nego na klasična jedra. Budućnost pogona je u struji, to je sada već svakome jasno. Dizelski je motor iskoristiv oko 40 posto svojeg kapaciteta jer ostatak odlazi na gubitak topline, dok je korisnost električnog motora 90 posto i tu svaka dilema između nafte ili struje - završava.
100 % “zeleno”
U cijelo priči nismo uopće spomenuli emisiju CO2 i onečišćenje koje dizelski motori proizvode, a brodovi su među najvećim onečišćivačima jer koriste vrlo nečisto gorivo i stalno su u pokretu. Podatak da prosječni teretni brod godišnje onečisti atmosferu isto kao i 70.000 automobila dovoljno govori. Zahvaljujući čudima hidrodinamike osječki će brod, kada jednom postigne brzinu, trebati samo 60 kilovata za pogon i održavanje brzine, što je za grdosiju od 600 BRT-a poprilično smiješna snaga. No to nije sve, na pramcu i krmi postojat će dvije vertikalne vjetroturbine koje će opskrbljivati brod strujom dok je usidren u luci sa spuštenim jedrima. Na krovu kabina bit će postavljena i fotonaponska solarna elektrana. Brod će tako biti opskrbljen strujom i toplom vodom iz potpuno obnovljivih izvora (uz nula troškova za gorivo), ali isto tako svu će energiju dobiti bez ikakve emisije CO2. Tako da, osim što će biti 100 posto “zelen”, brod praktički neće imati nikakvih troškova za gorivo i napajanje pogonskih strojeva. Ako postoji win-win situacija, onda je to ova - besplatno i ekološki besprijekorno.