نظام صيني مبتكر للتزييت بالفقاعات يهدف إلى خفض استهلاك الوقود في السفن الكبيرة

كشف مهندسون صينيون عن الجيل الثاني من نظام التزييت بالفقاعات المصمم لتحسين كفاءة الطاقة في السفن التجارية الكبيرة. ووفقاً لتقارير، يقلل هذا النظام المبتكر صافي استهلاك الطاقة بنحو 5%، ما قد يعني توفيراً يقارب 1.1 طن من الوقود يومياً لسفينة تستهلك نحو 22 طناً أمريكياً في اليوم.

طوّر معهد شنغهاي لتصميم وبحوث سفن الشحن هذه التقنية، التي اختُبرت على ناقلة منتجات وكيماويات حديثة البناء تبلغ حمولتها 50,000 طن. ويعمل النظام عبر ضخ هواء مضغوط أسفل الهيكل، ما ينشئ طبقة من الفقاعات تقلل الاحتكاك مع الماء المحيط.

استمرت التجربة التشغيلية خمسة أشهر وأظهرت أن نظام التزييت بالفقاعات يمكن أن يساعد مشغلي الشحن على خفض استهلاك الوقود دون الحاجة إلى تغيير أنظمة الدفع الرئيسية في سفنهم. ويقدّر المعهد أن خفض استهلاك الطاقة بنسبة 5% قد يوفر نحو طن متري واحد من الوقود يومياً في ناقلة بهذا الحجم.

آلية التزييت بالفقاعات

تعتمد تقنية التزييت بالفقاعات على مبدأ يقلل التلامس بين الجسم والماء المحيط به. ويشبه هذا المبدأ ما تستخدمه الطوربيدات فائقة التجويف، التي تتحرك داخل تجويف مملوء بالغاز لتقليل التلامس مع الماء وتحقيق سرعات عالية تحت الماء.

في حالة الشحن التجاري، يضخ النظام باستمرار هواءً مضغوطاً أسفل هيكل السفينة، مكوّناً طبقة من الفقاعات الدقيقة تنشئ مزيجاً من الغاز والسائل. ويغيّر هذا المزيج تدفق الماء قرب سطح السفينة، ما يقلل مقاومة الاحتكاك فعلياً ويسمح للسفينة بالحفاظ على سرعتها بقدرة دفع أقل.

يأخذ توفير الطاقة المبلغ عنه بنسبة 5% في الحسبان الطاقة الإضافية اللازمة لتشغيل ضواغط الهواء. لكن المعهد لم يقدم تفصيلاً مفصلاً لنتائج التجربة.

تطورات في نظام الجيل الثاني

يستند نظام التزييت بالفقاعات من الجيل الثاني إلى نسخة سابقة اختُبرت على سفينة حاويات مغذية بسعة 1,800 TEU. وبدأ تطوير النظام المطوّر في مايو 2022، مع التركيز على تحسين اعتماد التصميم السابق على التشغيل اليدوي.

تتميز النسخة الجديدة بهيكل محسّن لإمداد الهواء يهدف إلى تقليل استهلاك طاقة الضاغط، إلى جانب ضوابط آلية وقدرات مراقبة. ويضبط نظام التحكم الذكي فيه حجم الهواء المزوّد أسفل الهيكل بناءً على سرعة السفينة وغاطسها.

يراقب نظام دعم تشغيلي رقمي كفاءة الطاقة ويحللها في الوقت الفعلي، ما يجعل التقنية أسهل في التشغيل في ظروف إبحار متغيرة مع تقليل الطاقة اللازمة لتوليد الفقاعات.

صُمم نظام التزييت بالفقاعات ليكون متوافقاً مع أنواع مختلفة من السفن التجارية وتقنيات الدفع، بما في ذلك السفن العاملة بالغاز الطبيعي المسال والكهرباء والميثانول والأمونيا. وبينما توفر التطورات الجديدة أساساً متيناً للنشر على السفن التجارية، سيعتمد التبني الأوسع على الأداء عبر تصاميم هياكل وظروف تشغيل ومسارات مختلفة.

المصدر: Interesting Engineering