WaveFin - Baugfoiler for havgående fartøy i lav fart

Det har vært kjent siden 1800-tallet at man kan utnytte bølgeenergi til fremdrift av skip ved å installere baugfoiler. Konseptet er testet i mindre skala flere ganger, men Wavefoil™ er foreløpig det eneste baugfoil-produktet på markedet som utnytter bølgeenergi. Wavefoil™ består av stive (ikke-roterbare)foiler med god effekt i moderat fart og oppover. Til gjengjeld er de inntrekkbare for minimal motstand i stille vann. Prosjektet WaveFin tar sikte på å utvikle et nytt baugfoil-produktet kalt Wavefin™. Dette produktet retter seg mot fartøy som seiler i bølger størsteparten av tiden, og som dermed ikke har behov for inntrekkbare foiler. I motsetning til Wavefoil™, som har stive foiler, skal Wavefin™ ha vridbare foiler for å fungere i lav fart. Siden foilene ikke skal være inntrekkbare, er det viktig at de ikke stikker for lang ut fra skroget av praktiske årsaker. For at at foilene likevel skal få en tilstrekkelig effekt må de utformes med lavt lengde-bredde-forhold. Dette omtales vanligvis som foilens aspektforhold. Dette strider mot den klassiske teorien for vinger som sier at høyt aspektforhold generelt er bedre for å få mest mulig løft og minst mulig motstand. Det er imidlertid forskning og observasjoner av fisker som tilsier at lavt aspektforhold kan fungere bra for en baugfoil i lav fart, men dette gjenstår å validere. Det har vært kjent siden baugfoilens opprinnelse at fjærbelastede foiler er en stor fordel, særlig i lav fart. Da vil foilenes bevegelse ligne på bevegelsen til en hval som svømmer. Det vil være en stor fordel å kunne justere fjærstivheten underveis for å optimalisere med hensyn til fart og bølgeforhold. Wavefoil har nå funnet en mekanisk løsning på dette som er patentsøkt. Ved bruk at ledende FoU-leverandører innen kompliserte simuleringer og modellforsøk skal WaveFin utvikle et nytt produkt som vil bli et viktig bidrag for å redusere klimagassutslippet fra havgående fartøy i lav fart.

Prosjektet WaveFin skal utvikle baugfoiler spesialisert for havgående fartøy i lav fart, en løsning som forventes å spare 5-15% energi med 3-5 års nedbetalingstid og 500 tonn CO2ekv per år per fartøy. Baugfoiler (vinger) i baugen utnyttes fartøyets bevegelser i bølger til å skape fremdrift og på den måten utnytter bølgeenergi direkte. Bakgrunnen for prosjektet er 1) etterspørsel etter baugfoiler til seiling i lav fart og 2) etterspørsel etter baugfoiler som lar seg ettermontere uten store ekstrakostnader. WaveFin er satt opp som et svar på denne etterspørselen, og vil supplere Wavefoils eksisterende portefølje svært godt. I praksis skal prosjektet utvikle vridbare ikke-inntrekkbare foiler med lavt aspektforhold (lengde-bredde-forhold). Selve rotasjonen av foilen skal kontrolleres av variabel fjærstivhet. Det finnes verken eksisterende forskning eller produkter som dekker dette behovet. Derfor er banebrytende FoU nødvendig med til dels høy teknologisk risiko. I prosjektbeskrivelsen presenteres den forskningen som legger grunnlaget for hypotesene i prosjektet. Det har lyktes Wavefoil å få med NTNU som, med postdoktor Jarle Kramer, er ledende på simuleringer av skip med foiler i bølger. Videre vil Stadt Towing Tank utføre modellforsøk for konseptvalidering og testing i mer komplekse situasjoner enn det som er mulig i simuleringer. Det er avgjørende for prosjektet at det bygges et sett fullskala prototyper (styrbord og babord). Prototypene vil bli brukt til funksjonstesting, og produksjonsprosessen i seg selv vil være svært lærerik med tanke på videre kommersialisering. Kostnadseffektiv produksjon må til for at WaveFin skal føre til kommersiell suksess etter prosjektets slutt.