MOTORBOAT
Гибридные яхты Heesen - фото Гибридные яхты Heesen - фото

Гибридные яхты Heesen

# Моторы и приводы # Электроника # Софт # Гибриды

Toyota Prius появилась на городских улицах почти 25 лет назад, а первые гибридные яхты сошли на воду существенно позже. Пионером в сегменте суперяхт стала голландская верфь Royal Huisman, построившая в 2008 году гибридный 58‑метровый кеч Ethereal для Билла Джоя, ученого и программиста, стоявшего у истоков языка Java. Именно его напористое желание создать новаторскую, полную новейших технологий яхту во многом послужило стартовым выстрелом для всей индустрии, которая поняла, что спрос на такие суда будет расти, пусть и не слишком быстро.

В последующие десять лет явно оформилась тенденция на «озеленение» яхтинга в самом широком смысле этого слова, причем движущей силой для нее стали не только ограничения со стороны регуляторов вроде IMO, а и меняющиеся самосознание и потребности владельцев. Некоторые из них действительно задумались о том, чтобы уменьшить свой углеродный след на планете, тогда как другие руководствовались более приземленным желанием повысить личный комфорт за счет отказа от излишне мощных маршевых дизелей и генераторов с их шумом, вибрацией и едким вы-хлопом. В итоге спрос на гибридные яхты за последние семь лет увеличился в полтора раза, и, по данным Phil Draper Associates, в настоящее время в эксплуатации находятся 49 гибридных суперяхт длиной свыше 30 м, а еще 26 строятся или проектируются.

Довольно быстро рынок наводнили перспективные технологии. Появились электромоторы, батареи, системы управления и защиты нового поколения, лучше адаптированные для использования в море, однако верфи и заказчики предпочитают действовать порой даже слишком осторожно, чтобы на пике оптимизма случайно не свернуть не туда. В определенных обстоятельствах уникальность технической начинки судна может обернуться головной болью для экипажа и владельца, а потому, проектируя яхты, инженеры вынуждены искать золотую середину между инновациями per se и практической стороной дела.

На большинстве крупных гибридных яхт задействованы так называемые параллельные гибриды, в которых двигатели внутреннего сгорания и электромоторы совместно вырабатывают энергию для приводов, а сравнительно небольшое количество аккумуляторных батарей используется преимущественно для сглаживания пиковых потребностей. Суда с параллельными гибридами обычно не перегружают батареями, так как скорость и дальность хода на электротяге все равно остается ограниченной, а вот вес аккумуляторов и урон окружающей среде при производстве и утилизации их компонентов негативно сказывается на экологии, не говоря уже о цене и занимаемом месте. Так, например, для размещения на 50‑метровой яхте батарей на 500 кВт·ч придется пожертвовать гостевой каютой, да и идти лишь на них можно не более часа.

Именно поэтому верфь Heesen Yachts выбрала параллельные гибриды для своей первой «зеленой» яхты Home, которая сошла на воду в 2017 году, а позже к ней присоединилась и вторая яхта этого типа Amare II (Project Electra). При том, что у этих яхт нет ­каких-то незаурядных «космических» технологий, обе они являются образцом грамотного проектирования, когда ради повышения энергетической эффективности (по сути, КПД) в рамках доступного пространства и разумного бюджета предельно оптимизировано все, что можно.

Heesen Yachts начала проектировать и строить яхту Home на собственные средства, но долго искать покупателя не пришлось - фото
Heesen Yachts начала проектировать и строить яхту Home на собственные средства, но долго искать покупателя не пришлось
Гибридные яхты Heesen - фото 2
Гибридные яхты Heesen - фото 3
Home - фото
Home
Amare II - фото
Amare II
Гибридные яхты Heesen - фото 6
Гибридные яхты Heesen - фото 7
В основе технической платформы яхт Home и Amare II лежит корпус переходного типа с обводами Fast Displacement Hull Form - фото
В основе технической платформы яхт Home и Amare II лежит корпус переходного типа с обводами Fast Displacement Hull Form
На судне длиной 50 м уже есть все, что необходимо для полноценной жизни на борту, поэтому такая яхта вполне может стать для владельца  и его семьи вторым домом - фото
На судне длиной 50 м уже есть все, что необходимо для полноценной жизни на борту, поэтому такая яхта вполне может стать для владельца и его семьи вторым домом
Гибридные яхты Heesen - фото 10
Гибридные яхты Heesen - фото 11

Прежде чем вообще заводиться с гибридной пропульсией, Heesen Yachts позаботилась о том, чтобы корпуса ее яхт, особенно скоростных, получили наилучшие обводы. Стратегическое партнерство с конструкторским бюро Van Oossanen Naval Architects позволяет верфи использовать корпуса FDHF (Fast Displacement Hull Form), которые экономят до 40% топлива. Это значит, что для достижения требуемой автономности и скорости судну достаточно менее мощных и существенно более легких маршевых дизелей. Они работают в связке с двумя генераторами с регулируемой частотой вращения коленвала и двумя электромоторами, а нагрузку в различных режимах и переключение между ними обеспечивают сложные компьютерные алгоритмы. По словам Питера Дайкстры, технического консультанта по гибридным и электрическим пропульсивным системам, в качестве переносчика энергии между генераторами и крупными потребителями на гибридных яхтах Heesen используется постоянный ток (что уменьшает потери на преобразование), и не требуется сложная многокомпонентная защита сети, как на более крупных судах с азиподами и DC Grid.

Во время неторопливого круиза вдоль побережья с пассажирами на борту высокая скорость обычно не нужна, и тут предпочтение отдается гибридному режиму, когда тихие генераторы вырабатывают электричество для бытовых нужд и вращающих валы электромоторов. Этот наиболее экономичный и бесшумный режим можно использовать и ночью, но если предстоит длинный переход и нужно идти быстрее, можно переключиться на маршевые дизели и заглушить генераторы; производить электроэнергию вместо них начнут электромоторы. Наконец, когда требуется предельная скорость и максимальное количество энергии, в работу включаются и главные двигатели, и генераторы, а электромоторы служат бустерами, увеличивая мощность на валах. Говорить о тишине и экономичности в этом режиме не приходится, но и прибегают к нему довольно редко.

Гибридный режим (маршевые дизели заглушены) - фото
Гибридный режим (маршевые дизели заглушены)
Экономичный режим (генераторы заглушены) - фото
Экономичный режим (генераторы заглушены)
Круизный режим (Электромоторы не задействованы) - фото
Круизный режим (Электромоторы не задействованы)
Скоростной режим (электромоторы выступают в роли бустеров) - фото
Скоростной режим (электромоторы выступают в роли бустеров)

«Гибридная система должна быть не только экологичной, но и многофункциональной, — поясняет Питер Дайкстра. — Это позволяет владельцу более гибко использовать доступную энергию и задействовать только те двигатели, которые необходимы».

Heesen Yachts оборудует параллельными гибридами не только скоростные легкосплавные яхты типа Home и Amare II, но также суда со стальным водоизмещающим корпусом, среди которых, например, проект Oslo24. По словам Эрика ван Мурика, системного инженера Heesen Yachts, традиционные дизельные пропульсивные системы достаточно эффективны на высоких скоростях, и параллельные гибриды повышают КПД в диапазоне низких скоростей на 20%.

Сегодня почти за всеми гибридными суперяхтами стоят энтузиасты, которым их личный экологический статус важнее сэкономленных средств. Они практикуют ценностный, а не ценовой подход к выбору яхты, а потому готовы доплачивать за новые технологии. В зависимости от глубины гибридности (доли мощности электромоторов от общей мощности дизелей) переплата может составлять от 30 до 300% стоимости пропульсивной системы. Во многом это обусловлено не столько стоимостью самих комплектующих, сколько вопросами их интеграции, ведь обилию тумблеров, на которых должен «играть» квалифицированный инженер, заказчики предпочитают электронные мозги, а за такой софт нужно платить не меньше, чем за железо.

Сложная управляющая потоками энергии электроника составляет существенную часть стоимости гибридных систем 
Электромоторы сопряжены с редукторами и могут работать в том числе и как генераторы электроэнергии

«Заказчики доплачивают за гибридную пропульсию, и период ее окупаемости будет зависеть от того, как далеко они будут ходить на своей яхте, — говорит Марк Кавендиш, исполнительный коммерческий директор Heesen Yachts. — Владелец Home несколько раз пересекал Атлантику, и, возможно, не сильно выиграл на топливе, но точно сэкономил на обслуживании генераторов и маршевых дизелей, поскольку в гибридном режиме последние не задействованы».

Любопытно, что в случае Home сама верфь выступила таким энтузиастом: начавшаяся семь лет назад разработка и строительство яхты велись на собственные средства компании, но эти финансовые риски теперь начинают окупаться.

«Пока именно верфи более активно предлагают гибридные решения, нежели клиенты требуют их, но мы уже на пороге того, что ситуация изменится, — подтверждает Марк Кавендиш. — В прошлом году мы заключили контракт с клиентом, который целенаправленно хотел построить яхту с гибридной пропульсивной системой, тогда как другой наш заказчик потребовал систему сглаживания пиковых потребностей электроэнергии. Два примера за год — разве это не показатель перемен?!»

Похожие статьи