Elveţienii şi olandezii construiesc o nouă navă pentru transporturi agabaritice maritime, cu inginerie fascinantă, care e prea mare pentru a fi construită în România

În ultimii ani, turbinele eoliene au evoluat rapid în dimensiune şi putere, iar odată cu asta şi noile parcuri eoliene maritime construite în apele Europei au trecut tot mai mult dincolo de cota de 1 GW putere. Multe din zonele noi alocate au fost dimensionate pentru a fi corelate în tandem la 2 GW de putere cumulată, iar unele parcuri se apropie de această valoare de unele singure. Asta a dus şi la o evoluţie în care noile generaţii de staţii de captare şi convertire a electricităţii de la parcurile eoliene să fie dimensionate la 2 GW putere per staţie. E o putere uriaşă, care necesită un volum suficient în interiorul acestor construcţii pentru întreg echipamentul electric, iar în rezultat şi dimensiunea şi greutatea acestor staţii de convertire a electricităţii a crescut enorm. Iar asta înseamnă că tot mai puţine nave cargo actuale vor putea face faţă viitoarelor standarde. Această evoluţie i-a determinat pe elveţienii de la Allseas să îi contracteze pe olandezii de la Vuyk, pentru a proiecta o nouă navă pentru transporturi agabaritice maritime, special adaptată pentru dimensiunea şi greutatea viitoarelor staţii uriaşe de 2 GW. Noua navă, numită Grand Tour, are o inginerie fascinantă, dar e prea mare pentru a fi construită în România.

Foto: Noua navă Grand Tour a celor de la Allseas

Menţionăm România aici deoarece în ultimii ani şantierele navale din România, în special cel de la Tulcea, şi-au confirmat o puternică specializare pentru navele specializate în operaţiuni aferente parcurilor eoliene şi energiei regenerabile. În România au fost construite cele mai mari şi mai performante nave de pozare a cablurilor submarine de la staţiile convertoare spre ţărm. Şi tot în România au fost construite multiple nave pentru mentenanţa turbinelor eoliene.

Foto: Imagine de la lansarea la apă a navei Alessandro Volta la şantierul naval Tulcea, România

Însă noua navă are o lungime de 230 metri şi o lăţime de 57 metri. La asemenea dimensiuni, nava n-ar fi încăput în docul şantierului naval Tulcea, care are 209,2 metri lungime şi 50,65 metri de lăţime utilă. Dincolo de asta, însă, ingineria noii nave Grand Tour e de-a dreptul fascinantă.

Noua navă va avea rolul de a transporta aceste staţii uriaşe, de zeci de mii de tone greutate totală, care mai sunt şi foarte mari în dimensiuni, ceea ce face ca şi centrul de greutate să fie înalt. Noua navă poate susţine o greutate maximă de 60.000 tone, amplasată la pupă, cu condiţia ca centrul de greutate să fie poziţionat la maxim 20 metri deasupra chilei. Însă asta nu se va întâmpla niciodată la uriaşele staţii de convertire pentru parcurile eoliene, iar astfel nava are omologată o greutate maximă de 40.000 tone, estimând că centrul de greutate al obiectelor transportate va urca la tocmai 42 metri deasupra chilei.

Partea de-a dreptul genială din conceptul acestei nave e că ea a fost proiectată pentru a opera în tandem cu altă navă din flota companiei elveţiene AllSeas, numită Pioneering Spirit. Această navă are o pupă dublă, de forma unui „U”, lăsând o deschizătură mare pe centrul său. Noua navă Grand Tour e concepută să încapă exact în interiorul acestei deschizături a navei Pioneering Spirit, iar cea din urmă apucă direct toată structura transportată pentru a o instala.

Foto: Nava Pioneering Spirit

Aceste manevre de „apucare” a structurilor se realizează cu braţe laterale hidraulice, montate pe cele două structuri laterale ale navei, iar apoi se jonglează cu balastul ambelor navei, nava Grand Tour intrând într-un regim semi scufundat, şi ieşind apoi de sub structura care a fost apucată de Pioneering Spirit.

Pentru a putea reacţiona rapid, noua navă Grant Tour are un sistem de balast cu o capacitate de 24.000 m3 pe oră, echivalentul a 10 piscine olimpice umplute sau deversate pe oră cu ajutorul rezervoarelor sale de balast. Asta înseamnă 400 tone de apă pe minut sau 6,66 tone de apă pe secundă.

În acelaşi timp, nava Pioneering Spirit dispune de propriul sistem complex de balast şi macarale puternice care asigură lucrările de montare a acestor structuri uriaşe pe elementele lor de fixare în largul mării.

Balastul atât de capabil al noii nave e necesar nu doar pentru scufundarea parţială în timpul descărcărilor, ci şi pentru echilibrarea ei în timpul încărcărilor, când structura e încărcată intrând pe vector orizontal pe navă, punând presiune iniţial pe extremitatea posterioară a navei şi schimbând punctul de greutatea pe măsură ce încărcătura e mişcată de pe cheu pe navă.

Pentru a asigura poziţionarea dinamică a navei, dar şi pentru a avea o înaintare eficientă, sistemul de propulsie e mult mai complex decât la alte nave cargo mai simple. Propulsia principală va fi asigurată de 4 propulsoare ABB Azipod, cu rotire la 360 grade a poziţiei lor. Asta permite acestor propulsoare să aibă atât rol obişnuit e pune în mişcare nava, cât şi să asigure manevrarea ei şi să ajute la păstrarea dinamică a unei poziţii fixe în timp operaţiunilor de descărcare a încărcăturilor pe nava Pioneering Spirit.

O caracteristică importantă a propulsoarelor Azipod e faptul că acestea nu au roţi dinţate şi n-au nevoie de lubrifiere cu ulei. Electromotorul de tracţiune e integrat în interiorul nacelei scufundate în apă şi rotorul propulsează elicea direct. Asta îi dă un control electronic avansat al turaţiilor şi mai ales o eficienţă sporită, cu o reducere de circa 20% în consum datorită lipsei reductoarelor obişnuite lubrifiate cu ulei. În cazul acestei nave, ABB a anunţat că cele 4 propulsoare vor avea câte 3,5 MW putere.

Foto: Construcţia motorului ABB Azipod

Pe lângă asta, nava va mai avea două propulsoare de manevrare, cu poziţionare transversală, amplasate la proră şi pupă, ambele de 2,0 MW, care vor fi elementele principale de stabilizare dinamică. Iar adiţional va mai exista un motor retractabil din carenă, de 2,6 MW.

Toate aceste propulsoare îşi generează forţa de mişcare din electricitate, iar cei de la ABB vor fi şi cei care vor instala sistemul electric pe navă, cu toate elementele lui de stabilizare. Electricitatea va fi produsă de 4 generatoare produse de compania finlandeză Wartsila, din familia de motoare Wartsila 31.

Aceste motoare vor însuma o putere de 24 MW, deci vorbim de 6 MW per unitate, iar elveţienii spun că au comandat o versiune de motoare care poate opera şi cu metanol, pentru a fi compatibilă şi cu viitoare reglementări de ecologiei şi emisii. Wartsila 31 e o familie de motoare navale în 4 timpi, care şi-a adjudecat la momentul lansării titlul de motorul naval cu cel mai mare randament din lume, de peste 50%. În configuraţie capabilă de a rula cu mai mulţi combustibili, scoate o putere de 600 kW per cilindru, ceea ce înseamnă că noua navă va avea 4 motoare V10, or, Wartsila 31 e produs în ipostaze V8, V10, V12, V14 şi V16.

Noua navă Grand Tour va putea efectua transporturi agabaritice maritime de distanţe lungi, între continente dacă e nevoie, iar pentru a rămâne eficientă are şi un sistem de lubrifiere cu aer a carenei, prin care bulele de aer sub eliberate sub apă în partea frontală a carenei, ele deplasându-le spre spate şi asigurând o rezistenţă hidrodinamică mai mică a navei faţă de apa care o înconjoară.

Foto: „Lubrifiere” cu aer a carenei navei

Şi pentru că nava e atât de mare, încât n-a putut fi construită în România, elveţienii şi olandezii au ales un şantier naval din China, cu două docuri, primul cu dimensiuni de 409x106 metri şi al doilea cu 480x92 metri. E vorba de şantierul naval Longxue din Guangzhou, China, al celor de la GSI, adică Guangzhou Shipyard International.

Construcţia e în toi deja, iar livrarea e aşteptată în primul trimestru al anului 2028, un termen care se va sincroniza perfect cu mai multe parcuri eoliene mari care vor fi în fază avansată de construcţie în acea perioadă şi vor avea nevoie de transportarea şi montarea unor staţii de convertire VSC imense, care să transforme curentul alternativ al turbinelor în curent continuu HVDC, pentru a-l transporta fără pierderi uriaşe spre ţărm.