புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் அமைப்புகளுடன் கூடிய கப்பல்கள்

புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் அமைப்புகளுடன் கூடிய கப்பல்கள்

கப்பல் போக்குவரத்துத் துறை உலக வர்த்தகத்தின் முதுகெலும்பாகும். உணவு, ஆடை, மின்னணு பாகங்கள் என நாம் அன்றாடம் பயன்படுத்தும் பெரும்பாலான பொருட்கள் கப்பல்கள் மூலமாகவே கடல்களைக் கடக்கின்றன. இருப்பினும், அதன் முக்கியப் பங்கு இருந்தபோதிலும், கனரக எரிபொருள் எண்ணெய் மற்றும் டீசல் போன்ற புதைபடிவ எரிபொருட்களைச் சார்ந்திருப்பதால், கடல்சார் துறையானது பசுமை இல்ல வாயு வெளியேற்றம் மற்றும் காற்று மாசுபாட்டிற்கும் கணிசமாகப் பங்களிக்கிறது. இதனால்தான், புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி அமைப்புகளைக் கொண்ட கப்பல்கள் பெருகிய முறையில் ஒரு முக்கியத் தலைப்பாக மாறி வருகின்றன: இது வெறும் தொழில்நுட்பப் போக்கு மட்டுமல்ல, தூய்மையான, அதிகத் திறனுள்ள, மற்றும் எரிசக்தி விலை ஏற்ற இறக்கங்களைத் தாங்கக்கூடிய எதிர்காலப் போக்குவரத்திற்கான ஒரு அவசியத் தேவையாகும்.

கப்பல் போக்குவரத்து ஏன் மாற வேண்டும்?

வழக்கமான கப்பல்கள் CO₂, NOx, SOx மற்றும் நுண்ணிய துகள்களை வெளியிடுகின்றன. இவை, குறிப்பாக துறைமுகப் பகுதிகளில், உடல்நலம் மற்றும் சுற்றுச்சூழலைப் பாதிக்கின்றன. பல நாடுகளும் சர்வதேச அமைப்புகளும் கடுமையான விதிமுறைகள் மற்றும் தரநிலைகள் மூலம் இந்த உமிழ்வைக் குறைக்க வலியுறுத்துகின்றன. சுற்றுச்சூழல் கவலைகளைத் தாண்டி, பொருளாதாரக் காரணிகளும் உள்ளன: ஏற்ற இறக்கமான எரிபொருள் விலைகள், கப்பல் இயக்கச் செலவுகளைக் கணிசமாக அதிகரிக்கக்கூடும். புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மற்றும் கலப்பின அமைப்புகளுக்கு மாறுவது, கிடைக்கக்கூடிய இயற்கை வளங்களைத் திறமையாகப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், நீண்ட காலத்திற்கு ஆற்றல் செலவுகளை நிலைப்படுத்தி, உமிழ்வைக் குறைப்பதற்கான வாய்ப்புகளை வழங்குகிறது.

புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் கப்பல் என்றால் என்ன?

புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் அமைப்பைக் கொண்ட ஒரு கப்பல் என்பது, உந்துவிசை மற்றும் மின்சாரப் பணிகளுக்காக (விளக்குகள், குளிரூட்டல், வழிசெலுத்தல், பம்புகள் போன்றவை) சூரிய ஆற்றல், காற்று ஆற்றல் அல்லது மின்கலங்களில் சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றல் போன்ற புதைபடிவமற்ற ஆற்றல் மூலங்களைப் பயன்படுத்தும் ஒரு கப்பலாகும். நடைமுறையில், பல கப்பல்கள் முழுமையாக "புதைபடிவ எரிபொருள் அற்றவை" அல்ல; மாறாக, அவை ஒரு கலப்பின அணுகுமுறையைப் பயன்படுத்துகின்றன: குறிப்பாக மோசமான வானிலை அல்லது நீண்ட தூரப் பயணங்களின் போது செயல்பாட்டு நம்பகத்தன்மையை உறுதி செய்வதற்காக, புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலானது வழக்கமான இயந்திரங்கள் அல்லது மின்னாக்கிகளுடன் இணைக்கப்படுகிறது.

முக்கிய தொழில்நுட்பங்கள்: சூரிய சக்தி, காற்று மற்றும் மின்கலங்கள்

1) சூரிய சக்தி (சூரிய ஒளிமின்னழுத்தம்)
சூரிய மின் தகடுகளை மேல் தளத்திலோ, கப்பல் கட்டமைப்பின் கூரையிலோ அல்லது சூரிய ஒளி படும் மற்ற பகுதிகளிலோ நிறுவலாம். உற்பத்தி செய்யப்படும் ஆற்றல் பொதுவாகப் பின்வருவனவற்றிற்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது:
– டீசல் ஜெனரேட்டர்களின் மீதான சுமையைக் குறைக்கவும்,
– சத்தமின்றி மின்சாரத் தேவைகளுக்காக மின்கலத்தை மின்னேற்றுகிறது (அமைதியான செயல்பாடு),
வழிசெலுத்தல் அமைப்புகள், தகவல் தொடர்பு மற்றும் கப்பல் வசதிகளை வழங்குதல்.

கடலில் சூரிய சக்தியின் வரம்புகளில், நிறுவுவதற்கான குறைந்த இடம், பேனல் செயல்திறன் மற்றும் சூரிய ஒளியின் தீவிரத்தைச் சார்ந்திருத்தல் ஆகியவை அடங்கும். எனவே, பெரிய கப்பல்களில் சூரிய ஒளிமின்சக்தி (Solar PV) என்பது உந்துவிசையின் முதன்மை ஆதாரமாக இல்லாமல், ஒரு துணைப் பாத்திரத்தையே வகிக்கிறது. இருப்பினும், சிறிய கப்பல்கள், ஆராய்ச்சிக் கப்பல்கள், கேளிக்கை படகுகள் அல்லது குறுகிய தூரப் பயணக் கப்பல்களுக்கு இதன் பங்களிப்பு மிகவும் குறிப்பிடத்தக்கதாக இருக்கும்.

2) காற்றாலை சக்தி: நவீன பாய்மரங்களும் சுழலிகளும்
காற்று என்பது கடல்களில் காணப்படும் ஒரு செழுமையான ஆற்றல் மூலமாகும். வழக்கமான பாய்மரங்களைக் காட்டிலும், நவீன தொழில்நுட்பம் இதனை மிகவும் திறம்படப் பயன்படுத்திக்கொள்ள வழிவகுக்கிறது. சில பிரபலமான அணுகுமுறைகள் பின்வருமாறு:
– விறைப்பான பாய்மரங்கள்: உந்துவிசையை உருவாக்குவதற்காகக் கோணத்தைச் சரிசெய்யக்கூடிய காற்றியக்கவியல் கட்டமைப்புகள்.
– ஃபிளெட்னர் ரோட்டார் (உருளை வடிவ ரோட்டார்): இது மேக்னஸ் விளைவைப் பயன்படுத்துகிறது; சுழலும் ரோட்டார் ஒரு அழுத்த வேறுபாட்டை உருவாக்கி, அது ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் உந்துவிசையை ஏற்படுத்துகிறது.
– பாய்மரப் பட்டம் (பெரிய பட்டம்): வலுவான மற்றும் நிலையான காற்று வீசும்போது, ​​படகை முன்புறமிருந்து இழுத்துக்கொண்டு உயரமாகப் பறப்பது.

காற்று அமைப்புகளின் நன்மை என்னவென்றால், குறிப்பாக சீரான காற்று வீசும் வழித்தடங்களில், கணிசமான எரிபொருள் சேமிப்பிற்கான சாத்தியம் உள்ளது. நம்பகமான தானியங்கி கட்டுப்பாட்டின் தேவை, கப்பல் தள செயல்பாடுகளுடன் (எ.கா., சரக்குக் கப்பல்கள்) ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் ஆரம்ப முதலீடு ஆகியவை சவால்களில் அடங்கும்.

3) மின்கலங்கள் மற்றும் ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகள்
இடைப்பட்ட புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் விநியோகத்தை நிலைப்படுத்துவதற்கு மின்கலங்கள் முக்கியப் பங்கு வகிக்கின்றன. மின்கல அமைப்புகள் பின்வருவனவற்றைச் சாத்தியமாக்குகின்றன:
– கப்பல் நிறுத்துமிடத்தில் பூஜ்ஜிய மாசு வெளியேற்றச் செயல்பாடுகள்,
– உச்சபட்ச மின்சுமை நேரங்களில் மின்னாக்கியின் தேவைகளைக் குறைத்தல் (பீக் ஷேவிங்),
– அதிக செயல்திறன் மிக்க ஹைப்ரிட் பயன்முறை: இன்ஜின் அதன் உகந்த செயல்திறன் மட்டத்தில் இயங்கும்போது, ​​பேட்டரி மின்சுமை ஏற்ற இறக்கங்களைக் கையாளும்.

இருப்பினும், மின்கலங்கள் அதிக எடை மற்றும் கன அளவு, முதலீட்டுச் செலவுகள், ஆயுட்காலச் சுழற்சியில் ஏற்படும் தரம் குறைதல், மற்றும் பாதுகாப்பு மேலாண்மைத் தேவைகள் (வெப்பத் தப்பித்தல்) போன்ற சவால்களையும் முன்வைக்கின்றன. எனவே, கப்பல் வடிவமைப்புகளில் காற்றோட்டம், தீயணைப்பு அமைப்புகள், மற்றும் நிகழ்நேர வெப்பநிலை மற்றும் மின்னழுத்தக் கண்காணிப்பு ஆகியவற்றைக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்.

புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் கலவைகள்: ஒரு யதார்த்தமான கலப்பின அமைப்பு

பல நவீன கப்பல் திட்டங்கள் கலப்பின-மின்சார அணுகுமுறையைப் பின்பற்றுகின்றன. அதன் பொதுவான வடிவம் பின்வருமாறு:
1. சூரிய மற்றும்/அல்லது காற்றாலை ஆற்றல் கூடுதல் மின்சாரத்தை அல்லது உந்துவிசையை உருவாக்குகிறது.
2. மின்கலத்தில் ஆற்றல் சேமிக்கப்படுகிறது.
3. தேவைப்படும்போது, ​​மின்சார மோட்டார் உந்துதலுக்கு உதவுகிறது அல்லது ஹோட்டலின் மின்சுமையை வழங்குகிறது.
4. புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் போதுமானதாக இல்லாதபோது, ​​டீசல் இயந்திரங்கள் அல்லது மின்னாக்கிகள் காப்பு ஆதாரமாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

இந்த உத்தி, எரிபொருள் பயன்பாட்டைக் குறைக்கும் அதே வேளையில், கப்பலின் நம்பகத்தன்மையை உயர்வாகப் பராமரிக்க உதவுகிறது. மேலும், ஆற்றல் மேலாண்மை அமைப்பானது, இயந்திரம் தொடங்கும் நேரங்கள், மின்கலம் மின்னேற்றும் நேரங்கள் மற்றும் சுமை மாற்றும் நேரங்கள் ஆகியவற்றை உகந்ததாக்க முடியும்.

தொழில்துறை மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கான முக்கிய நன்மைகள்

கப்பல்களில் புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலைப் பயன்படுத்துவதால் பல உறுதியான நன்மைகள் கிடைக்கின்றன:

1. வெளியேற்றப்படும் புகையையும் காற்று மாசுபாட்டையும் குறைத்தல். அதிக மக்கள்தொகை கொண்ட கடலோர மற்றும் துறைமுகப் பகுதிகளுக்கு இது மிகவும் முக்கியமானது.
2. செயல்பாட்டுத் திறன். எரிபொருள் சேமிப்பு என்பது, குறிப்பாக நிலையான வழித்தடங்களில், பயணச் செலவுகளைக் குறைப்பதாகும்.
3. குறைந்த சொகுசு மற்றும் இரைச்சல். மின்சாரத்தால் இயங்கும் படகுகள் அதிர்வையும் இரைச்சலையும் குறைப்பதால், அவை பயணிகள் மற்றும் பொழுதுபோக்கு படகுகளுக்குப் பயனுள்ளதாக அமைகின்றன.
4. எரிசக்தி பாதுகாப்பு. எரிபொருள் விநியோகத்தைச் சார்ந்திருப்பது குறைவதால், விநியோகச் சங்கிலியில் தடங்கல்கள் அல்லது விலை உயர்வுகள் ஏற்படும் சமயங்களில் இது உதவியாக இருக்கும்.
5. பிம்பம் மற்றும் இணக்கம். கார்பன் தடம் குறித்து அதிக அக்கறை கொண்டுள்ள சந்தை உட்பட, பங்குதாரர்களின் கோரிக்கைகளை கப்பல் இயக்குபவர்களால் பூர்த்தி செய்ய முடியும்.

சவால்கள்: உள்கட்டமைப்பு, செலவு மற்றும் வடிவமைப்பு

இந்த மாற்றம் நம்பிக்கையளிப்பதாக இருந்தாலும், அது எளிதானதல்ல. அடிக்கடி எழும் சவால்களில் பின்வருவன அடங்கும்:

– ஆரம்ப முதலீட்டுச் செலவுகள். சூரியத் தகடுகள், காற்றாலைகள், மின்கலங்கள் மற்றும் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகளுக்குக் கணிசமான மூலதனம் தேவைப்படுகிறது. முதலீட்டின் மீதான வருமானம், செல்லும் வழி, எரிபொருள் விலைகள் மற்றும் கொள்கை ஊக்கங்களைப் பொறுத்து அமைகிறது.
– இட மற்றும் எடை வரம்புகள். கப்பல் அதன் சரக்குகளைத் தொடர்ந்து ஏற்றிச் செல்ல வேண்டும். மின்கலன்கள் அல்லது காற்றாலை விசையாழிகளைச் சேர்ப்பது, சரக்கு ஏற்றிச் செல்லும் திறனைக் குறைக்கலாம் அல்லது நிலைத்தன்மையை மாற்றக்கூடும்.
– கடுமையான சூழ்நிலைகளிலும் நம்பகத்தன்மை. உப்பு நீர், அரிப்பு, புயல்கள் மற்றும் அலைகள் தேய்மானத்தை விரைவுபடுத்துகின்றன. தொழில்நுட்பம் கடல்சார் சூழலுக்கேற்ப வடிவமைக்கப்பட வேண்டும்.
– துறைமுக உள்கட்டமைப்பு. மின்சார அல்லது கலப்பினக் கப்பல்களைப் பொறுத்தவரை, கரை மின்சாரத்தின் கிடைக்கும் தன்மை மற்றும் இணைப்புத் தரநிலைகள் ஆகியவை தீர்மானிக்கும் காரணிகளாகும்.
– பாதுகாப்பு மற்றும் சான்றிதழ் தரநிலைகள். புதிய எரிசக்தி அமைப்புகள், கப்பல் வகைப்பாட்டுத் தேவைகளையும் சர்வதேச பாதுகாப்புத் தரநிலைகளையும் பூர்த்தி செய்ய வேண்டும்.

எதிர்கால திசைகள்: அறிவார்ந்த, தூய்மையான கப்பல்கள்

வரும் காலங்களில், புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் கப்பல்கள் மூன்று முக்கியப் பாதைகளில் உருவாக வாய்ப்புள்ளது. முதலாவதாக, எண்ணிமமயமாக்கல் மற்றும் அறிவார்ந்த கட்டுப்பாடு: வழித்தடங்களை மேம்படுத்துவதற்கும், காற்று மற்றும் சூரிய ஆற்றலைப் பயன்படுத்துவதற்கும் உணர்விகள், செயற்கை நுண்ணறிவு மற்றும் வானிலை முன்னறிவிப்புகளைப் பயன்படுத்துதல். இரண்டாவதாக, அதிக காற்றழுத்தவியல் சார்ந்த பொருட்கள் மற்றும் வடிவமைப்புகள்: செயல்திறனை அதிகரிக்கும் கப்பல் உடற்பகுதியின் வடிவங்கள், பாசி படியாத பூச்சுகள் மற்றும் நவீன பாய்மரங்கள். மூன்றாவதாக, மற்ற தூய்மையான ஆற்றல் மூலங்களுடன் ஒருங்கிணைத்தல்: எடுத்துக்காட்டாக, நீண்ட தூரப் பயணங்களுக்கு மின்கலங்கள் மற்றும் காற்று அமைப்புகளுக்குத் துணையாக அமையக்கூடிய, குறைந்த கார்பன் எரிபொருட்களான பசுமை ஹைட்ரஜன் அல்லது பசுமை அம்மோனியாவைப் பயன்படுத்துதல்.

இருப்பினும், கப்பல்களில் புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலைப் பயன்படுத்துவது என்பது அனைவருக்கும் பொருந்தக்கூடிய ஒரே தீர்வு அல்ல. ஒவ்வொரு வகை கப்பலுக்கும் வெவ்வேறு செயல்பாட்டு முறை உள்ளது. குறுகிய தூரப் பயணப் படகுகள் பேட்டரி-மின்சார இயக்கத்திற்கு மிகவும் பொருத்தமானதாக இருக்கலாம், நீண்ட தூர சரக்குக் கப்பல்கள் எரிபொருள் பயன்பாட்டைக் குறைக்க காற்றைப் பயன்படுத்துவதற்கு மிகவும் பொருத்தமானதாக இருக்கலாம், அதே சமயம் ஆராய்ச்சிக் கப்பல்கள் அல்லது கேளிக்கை படகுகள் சூரிய ஆற்றல், பேட்டரிகள் மற்றும் ஆற்றல் திறன்மிக்க வடிவமைப்புகளை உள்ளடக்கியிருக்கலாம்.

மூடுகிறது

புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் அமைப்புகளைக் கொண்ட கப்பல் போக்குவரத்து, மேலும் நிலையான கப்பல் போக்குவரத்தை நோக்கிய ஒரு முக்கியப் படியாகும். சூரிய ஆற்றல், காற்று ஆற்றல் மற்றும் மின்கலன்களை—பெரும்பாலும் ஒரு கலப்பினக் கட்டமைப்பில்—பயன்படுத்துவதன் மூலம், கப்பல்களால் வெளியேற்றப்படும் புகையின் அளவைக் குறைக்கவும், இயக்கச் செலவுகளைத் தணிக்கவும், பயண வசதியை அதிகரிக்கவும் முடியும். ஆரம்பகட்டச் செலவுகள், இட வரம்புகள் மற்றும் உள்கட்டமைப்புத் தேவைகள் போன்ற சவால்கள் உண்மையானவையே, ஆனால் தொழில்நுட்பப் புத்தாக்கமும் ஒழுங்குமுறை அழுத்தமும் மாற்றத்திற்கான பாதையைத் தெளிவாக்கி வருகின்றன. இறுதியில், திறமையான மற்றும் பொறுப்பான கடல்வழி வர்த்தகம் மற்றும் போக்குவரத்தை உறுதிசெய்யும் அதே வேளையில், காலநிலை மாற்றத்தின் தாக்கங்களைக் குறைப்பதற்கான உலகளாவிய முயற்சிகளின் ஒரு முக்கியப் பகுதியாக கடல்சார் துறையின் மாற்றம் அமையும்.