Czy łódź solarna ze hydroskrzydłami - konstrukcja studentów Politechniki Wrocławskiej - zostanie doceniona w Monako

opr. BMK
Budowa łodzi solarnej wymaga precyzji.
Budowa łodzi solarnej wymaga precyzji. Piotr Fratczak
Udostępnij:
We Wrocławiu powstaje prototyp łodzi zasilanej panelami fotowoltaicznymi. Ma ona wystartować w międzynarodowych zawodach w Monako. Pierwsze testy planowane są wiosną na Odrze. Nad konstrukcją pracuje grupa ok. 50 studentów Politechniki Wrocławskiej.

Grupa projektowa Solar Boat powstała z inicjatywy studentów Kół Naukowych „Flow” i „Płomień” działających na Wydziale Mechaniczno-Energetycznym Politechniki Wrocławskiej.

– Prezesi kół uznali, że warto połączyć siły i zaangażować się w projekt, który stałby się wizytówką wydziału. Z racji tego, że liderzy interesują się żeglarstwem i byli zorientowani w międzynarodowych zawodach łodzi solarnych, zdecydowaliśmy się na realizację właśnie tego pomysłu – mówi Michalina Przygodzka, koordynatorka sekcji marketingu.

W sumie w projekt włączyło się ok. 50 studentów i studentek. Część z nich interesuje się tego typu konstrukcjami, część to pasjonaci żeglarstwa, ale dla większości będzie to pierwszy kontakt z projektem łodzi solarnej.

– Ze względu na profil naszego wydziału skupiamy się głównie na energetyce konwencjonalnej, ale obecnie konieczne jest także zwrócenie uwagi na aspekty energii odnawialnej oraz kwestie związane ze zrównoważonym rozwojem. Mamy nadzieję, że dzięki budowie łodzi solarnej zainteresujemy tymi tematami szersze grono osób – dodaje Michalina Przygodzka.

Łódź z hydroskrzydłami
Przed młodymi konstruktorami bardzo wymagające zadanie stworzenia wyścigowej łodzi zasilanej za pomocą paneli fotowoltaicznych, która będzie nie tylko wydajna i szybka, lecz także bezpieczna. Projekt zakłada powstanie jednoosobowej łodzi o długości ok. 5,5 m wyposażonej w panele fotowoltaiczne o powierzchni 6 mkw.

– Samo przerobienie kajaka na napęd solarny nie jest zbyt trudne, dlatego zdecydowaliśmy się na skok na głęboką wodę. W swoim projekcie chcemy bowiem wykorzystać hydroskrzydła – tłumaczy Robert Płaczek, członek sekcji konstrukcji.

Hydroskrzydła to specjalne płaty nośne, które są montowane pod kadłubem. Przy nabraniu odpowiedniej prędkości powodują one wynurzanie się kadłuba z wody, dzięki czemu zmniejsza się opór i łódź może płynąć znacznie szybciej. Tego typu rozwiązania stosowane są m.in. w wodolotach, a w wypadku łodzi solarnych pozwalają na bardziej efektywne wykorzystanie mocy silnika i paneli. W trakcie ostatnich zawodów w Monako łodzie wyposażone w hydroskrzydła osiągały prędkość powyżej 50 km/h.

Silnik zastosowany w projekcie będzie miał moc ok. 5 kW, a kadłub ma zostać wykonany z włókna węglowego.

– To najbardziej skomplikowana część całej konstrukcji. Włókno węglowe to nie drewno, do którego można wszystko przykręcić za pomocą kilku śrub. Przy wykorzystaniu tego materiału wszystko musi być odpowiednio ułożone i sklejone, ważna jest też grubość poszczególnych elementów. To bardzo nowoczesna technologia, której opanowanie będzie dla nas wyzwaniem, bo wszystkiego będziemy musieli się nauczyć sami – podkreśla Robert Płaczek.

Dużym wyzwaniem będzie również opracowanie odpowiedniego systemu sterowania. Także w tym wypadku studenci nie chcą się ograniczyć do najprostszych rozwiązań. W swoim projekcie zdecydowali się zastosować sterowanie trójpłaszczyznowe, przy czym zależy im, żeby w jednej płaszczyźnie było ono w pełni automatyczne.

– Podstawą będzie oczywiście ster kierunku, który posiadają wszystkie łodzie i będzie to rozwiązane typowo mechanicznie, poprzez zastosowanie systemu bloczków, linek i bezpośrednie przełożenie. Druga płaszczyzna to sterowanie góra – dół, dzięki której będzie można poprawić stabilność na przykład poprzez dociążanie tyłu łodzi. Tymi sterami ma oczywiście kierować pilot – dodaje Robert Płaczek.

Systemy sterowania

Trzecim i najbardziej innowacyjnym rozwiązaniem będzie natomiast system sterowania w osi wzdłużnej, który ma być w pełni automatyczny. Rozwiązanie to będzie oparte o dwa układy.

– Pierwszy z nich to układ pomiaru kąta wychylenia steru. W zależności od tego, jak bardzo ster się wychyli, to odpowiedni sterownik obróci łódź pomagając jej w płynnym skręcie. Drugie urządzenie, które nam pomoże to tzw. układ AHRS mierzący prędkość, przyspieszenie i wychylenia łodzi w każdej płaszczyźnie – wyjaśnia Hubert Biliński, koordynator sekcji elektryki i elektroniki.

We współpracy z firmą zewnętrzną zaprojektowany zostanie natomiast system chłodzenia, bowiem wszystkie wykorzystywane baterie, sterowniki, kontrolery i inne urządzenie elektroniczne będą generowały duże ilości ciepła, które trzeba będzie odprowadzić. Także panele fotowoltaiczne mocno się rozgrzewają, a wzrost ich temperatury powoduje spadek efektywności.

Łódź zostanie również wyposażona w gaśnicę oraz awaryjny system wyłączający wszystkie urządzenia, który ma się uruchamiać automatycznie w momencie, gdy pilot straci nad nią kontrolę.

– Nasza łódź będzie tak naprawdę pływającym laboratorium, mamy tu bowiem do czynienia z ogromnym projektem badawczym, na którym w przyszłości będzie można oprzeć prace naukowe. To wielkie wyzwanie i szansa, żeby się czegoś nauczyć dla wszystkich osób zaangażowanych w budowę – dodaje Hubert Biliński.

W projekt budowy łodzi zaangażowanych jest ponad 20 firm, które zaoferowały naszym studentom pomoc merytoryczną i materiałową. Opiekunami naukowymi grupy są Maciej Cholewiński, doktorant w Katedrze Inżynierii Kriogenicznej, Lotniczej i Procesowej oraz Artur Machalski, doktorant w Zakładzie Podstaw Konstrukcji i Maszyn Przepływowych.

Wideo

Komentarze 2

Komentowanie artykułów jest możliwe wyłącznie dla zalogowanych Użytkowników. Cenimy wolność słowa i nieskrępowane dyskusje, ale serdecznie prosimy o przestrzeganie kultury osobistej, dobrych obyczajów i reguł prawa. Wszelkie wpisy, które nie są zgodne ze standardami, proszę zgłaszać do moderacji. Zaloguj się lub załóż konto

Nie hejtuj, pisz kulturalne i zgodne z prawem komentarze! Jeśli widzisz niestosowny wpis - kliknij „zgłoś nadużycie”.

Podaj powód zgłoszenia

S
SR
Że ze z czym?
j
jprdl
Może jeszcze na śniadanie macie chleb ze serem?
Dodaj ogłoszenie