Sailing with wind-assisted propulsion in realistic wind conditions

Store skip (over 5000 bruttotonn), som containerskip, bulkskip og tankskip står for ca. 90% av karbondioksidutslippene (CO2) forårsaket av den maritime sektoren i dag. For denne typen fartøy er nullutslippsløsninger, som elektrifisering, ikke lett tilgjengelige. Det er derfor avgjørende å finne andre løsninger for å avkarbonisere dem. En ny teknologi spesielt egnet for store fartøyer, er moderne seil, kalt vindassisterte fremdriftssystemer (WAPS). WAPS har potensial til å redusere drivstofforbruket med opptil 60% og dermed redusere klimagassutslippene betydelig. For å realisere og maksimere potensialet til WAPS er det avgjørende å ha en grundig forståelse av de komplekse vindforholdene som oppleves på havet og forstå hvordan WAPS bør brukes for å møte denne utfordringen på en optimal måte. Vindforholdene i skipsfart kan variere betydelig avhengig av ruten (dypt hav, kyst, osv.), men også innenfor samme seilas. WAPS må derfor utformes for å fungere i et bredt spekter av vindforhold. Dette kompliseres ytterligere av bevegelsen indusert av fartøyet. Som en ny teknologi, er den fulle innvirkningen av de dynamiske, realistiske vindforholdene på WAPS ennå ikke fullt ut forstått. reSail vil fremme vindassistert fremdrift ved å forbedre forståelsen av vindforholdene som WAPS vil utsettes for. Vindmålinger på skip vil sammen med vindtunnelmålinger og modelleringsarbeid muliggjøre forbedring av kontroll, plassering og implementering for å realisere det fulle drivstoff- og utslisppsbesparende potensialet til WAPS.

Wind-assisted propulsion systems (WAPS) have the potential to contribute significantly to the decarbonization of international shipping. They are particularly suited for large vessels, which contribute heavily to global emissions from the maritime industry. To maximise the potential of wind-assisted propulsion the wind conditions WAPS are facing and how they affect wind propulsion ships need to be well understood. reSail will address this challenge by generating full-scale measurement data from a demonstrator ship, examining the ideal placement of wind-assisted propulsion systems (WAPS) on a ship, developing advanced aerodynamic models and control strategies to make the newly acquired knowledge available to a broad audience and finally assess the implications of complex wind conditions on ship operation. This will be obtained by a combination of methods ranging from, field measurements on a sea-going vessel, laboratory scale experiments in tailored flow conditions, to simulations of both individual components, such as the control system, as well as the ship holistically. The project will be conducted by a strong consortium comprised of three research institutions with strong competence in maritime transport, fluid mechanics, control strategies and ship operation, both experimentally and numerically, as well as key industry actors in shipping, wind-assisted propulsion and Geo-data. Close collaboration between the partners and among the different tasks in the project will advance wind-assisted propulsion and thus efficient green shipping in Norway.