维萨拉的风力传感技术助推可持续航运运营

Vaisala Windpropulsion
Mikko Nikkanen
Head of Maritime, Weather and Environment
Published:
Maritime
天气与环境

海运业在减少温室气体(GHG)排放的探索中正处于关键节点。正如国际风帆船协会(IWSA)最近的一份白皮书中所强调的,风力推进技术为实现大幅减排提供了一条前景广阔的途径。维萨拉的风传感器和测风激光雷达技术在支持这一转变方面发挥着重要的优点,可在监测和管理风资源方面提供准确性和可靠性。

风力推进的潜能

在海运业的去碳化战略中,风力推进正在成为一个关键的解决方案。根据 IWSA 白皮书,到 2030 年,整合风力推进系统可使整个船队的燃料消耗和温室气体排放量减少 20-47%(SAFETY4SEA)。这些系统包括风力辅助和主风力推进技术,对于从油轮到散货船甚至游轮等各种船舶而言,其可行性正日益提高。

未来预测充满希望。根据白皮书的预测,到 2030 年,欧盟将安装多达 10,700 套风力推进系统,可节省多达 750 万吨二氧化碳,并创造约 20,000 个工作岗位。英国 “清洁海运计划 ”预计,到 2050 年代,市场规模将增长到每年 20 亿英镑,37,000-40,000 艘船舶将配备风力推进系统,占全球船队的 45%。

截至 2023 年 8 月,共有 30 艘配备风力推进器的大型船舶投入运营,到 2024 年初,还将有 16 艘船舶安装风力推进器。国际风能协会 2023 年 6 月的一项调查显示,风力推进技术在减少排放和遵守法规方面具有巨大潜力,因此得到了业界的大力支持。

总之,风力推进为大幅减少海运业的碳足迹提供了一个可扩展的、经济上可行的解决方案。

利用维萨拉技术增强风力推进能力

我们的风传感器和测风激光雷达套件是优化使用风力推进系统的理想之选。以下是这些技术如何为可持续航运运营做出贡献。
 

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Vaisala’s wind sensing technology helps to propel sustainable shipping operations

 

  1. 精确的风力监测
    • 超声风传感器可精确测量风速和风向,这对有效管理风帆和优化风力辅助推进系统至关重要。这种精确度有助于更好地优化系统,进一步提高燃油效率。
    • 注:将风传感器用于导航与用于船舶推进和能源生产有很大不同。用于推进时,风力测量的精度和方法必须达到不同的水平。
  2. 激光雷达技术 
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    Advanced lidar technology
    • 维萨拉 WindCube® 测风激光雷达提供未扰动风场的详细空间分布数据,这对于了解船舶上层建筑、摇摆和其他环境因素的风效应至关重要。未受干扰的风场数据可支持风力推进系统的优化部署,有助于性能验证,并确保理想的能量捕获和效率(SAFETY4SEA)。

案例研究和市场应用

采用风力推进技术的势头日益强劲。例如,由大型石油公司参与合作的北极光项目利用 Norsepower 旋翼风帆和液化天然气双燃料发动机,大大减少了二氧化碳排放量。这些项目体现了风力推进与其他绿色技术相结合的潜力(SAFETY4SEA)。

Norsepower 使用 WindCube Nacelle 测风激光雷达大大提高了旋翼风帆的性能。这项技术提供了精确可靠的风力数据,优化了旋翼风帆的性能。这项合作已证明可节省 5% 至 25% 的燃料,为海上作业带来了巨大的环境效益和成本节约。更多详情,请参阅Norsepower 案例研究。

Econowind 通过整合风力推进系统,提高了海运的可持续性。他们的 VentiFoils® 装置能有效捕捉风能,减少燃料消耗和排放。他们与 MARIN 合作,利用 WindCube 扫描激光雷达优化部署。随着船东采用风力推进技术,整个行业也在朝着更加环保的方向发展。

另一个重要案例是利用维萨拉的远程风力监测解决方案来增强风力辅助推进。通过部署维萨拉测风激光雷达,可以收集到详细且不受干扰的风场数据,这对于优化风力推进系统的性能至关重要。这些数据有助于有效的风帆管理和性能验证,并确保理想的捕获能量和提高效率。这些技术已成功集成到各种船舶中,在运行效率和减少环境影响方面都有显著改善。更多详情,请参阅我们的远程风力监测案例研究。.

另一个案例是,在节约成本和遵守法规(SAFETY4SEA)的双重效益驱动下,包括三井物产和 CMA-CGM 在内的多家船东和运营商正积极将风力推进系统集成到其船队中。.

实现更可持续的航运业

随着海运业努力实现国际海事组织和其他监管机构制定的雄心勃勃的去碳化目标,在尖端技术的支持下整合风力推进系统至关重要。维萨拉的风传感器和测风激光雷达不仅能提高这些系统的性能和效率,还能起到至关重要的促进作用。

 

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