Naval Architecture

Abstract:

I detta kandidatexamensarbete i marina system ges först en beskrivning av sjöfarten idag i kapitelett. Detta följs av en projektering av ett konventionellt lastfartyg i kapitel två. Ett mindrecontainerfartyg projekteras som har i uppgift att transportera 4500 ton citroner och apelsiner frånhamnar i Medelhavet till Stockholm varje månad. Detta problem löses genom att transporterafrukten i kylcontainrar, 160 stycken 40”-containrar behövs för att få plats med hela lasten. Det ärcirka 9500 nautiska mil tur och retur och fartyget ska framföras med en marschfart på 16 knop.

Dimensionerna på fartyget har tagits fram och den totala längden LOA uppskattas till 120 m,längden mellan perpendiklar LPP till 119.6 m och bredden B till 18 m. Blockkoefficienten CB har valtssom 0.68 och djupgåendet T blir 6.4 m. Vikten har beräknats, dödvikten DW till 6190 ton ochlättvikten LW till 3411 ton. Stabiliteten har undersökts med goda resultat, både i lastat och olastatfall uppfylls IMOs krav på intaktstabilitet. Det lastade fartygets begynnelsemetacentrumhöjd GM0är 0.65 m. Kursstabiliteten har undersökts och funnits något ostabil.

Motståndet R har beräknats till 317 kN, släpeffekten PE vid marschfart är 2.61 MW. Val av propellerhar gjorts till en propeller med 4 blad, en diameter DP på 3.8 m, och stigningsförhållandet P/D är0.7 vilket ger propellerverkningsgraden 56%. Koldioxidutsläppet har beräknats till 18.5 g per tonkmav transporterad citrusfrukt om fartyget tar annan last på vägen tillbaka från Stockholm till Haifa.Detta är mindre än hälften så mycket som en lastbil släpper ut vilket gör fartyget till ettmiljömässigt överlägset transportval.

Arbetet avslutas i kapitel tre med en konceptstudie av ett lastfartyg med segel och bränsleceller. Istudien används ett bulkfartyg av standardtyp som exempel. Beräkningar på inverkan av eninstallation av ett automatiserat segelsystem bestående utav fyra stycken 50 meter höga mastermed segelvingar monterade på med en total segelyta på cirka 4000 m2 har utförts. Dessa visar attdet finns en möjlighet att med hjälp av segelkraft minska bränsleförbrukningen med som minst 16% i genomsnitt och upp till 25 % vid användande av ruttoptimerande datorprogram.

Vidare undersöks en applikation där en elmotor kombinerat med PEM-bränsleceller föreslåsersätta den konventionella förbränningsmotorn. För att kunna förse en elmotor som klarar attdriva fartyget med tillräckligt mycket elektricitet går det åt i genomsnitt 3.3 ton per dygn vidanvändande av segelsystemet tillsammans med ruttoptimerande datorprogram. Vätgas behöverförvaras i komprimerad form för att få plats i de bunkerutrymmen som finns ombord på fartyget,med dagens behållare får 12 dygns förbrukning av vätgas plats. Installation av solceller skullegenerera ett effektbidrag på cirka 400 kW.

Detta hybridsystem bestående av ett segelsystem kombinerat med en elmotor och bränslecellerkan driva exempelfartyget i en marschfart på 12 knop helt utan utsläpp av koldioxid, svavel- ochkväveoxider. Om vätgasen dessutom produceras med förnybar energi finns också möjligheter attkunna minimera det totala utsläppet för hela energikedjan.