Autonomiczna łódź napędzana energią odnawialną

Autonomiczna łódź napędzana energią odnawialną Politechnika Wrocławska

Studenci Koła Naukowego Robotyków KoNaR z Politechniki Wrocławskiej pracują nad skonstruowaniem autonomicznej łodzi napędzanej energią odnawialną. Celem projektu jest przepłynięcie Oceanu Atlantyckiego. Rejs rozpocznie się w listopadzie 2025 r., ale już w marcu planowane są pierwsze testy na Odrze.

Pokonanie Atlantyku to główne zadanie w ogłoszonym w 2005 r. wyzwaniu Microtransat, czyli konkursie na zaprojektowanie i zbudowanie bezzałogowej żaglówki o długości poniżej 2,4 m, która będzie w stanie przepłynąć ocean. Dotychczas podjęto ponad 30 prób przepłynięcia Atlantyku, ale tylko jedna zakończyła się powodzeniem. W 2018 r. łódź SB Met, zbudowana przez norweską firmę Offshore Sensing, w 79 dni pokonała trasę z Nowej Funlandii i do wybrzeży Irlandii.

Zgłoszone do konkursu konstrukcje mogą rywalizować w dwóch kategoriach – autonomicznej, która nie pozwala na jakąkolwiek interakcję człowieka z łodzią i robotycznej, umożliwiającej przesyłanie na łódź różnego rodzaju danych, w tym m.in. poleceń zmiany kursu. To właśnie w tej drugiej kategorii chcą wystartować studenci wrocławskiej Politechniki. Ich łódź ma pokonać trasę z Wysp Kanaryjskich na Karaiby.

Z kosmosu do wody

Studenci z KNR KoNaR zajmują się przede wszystkim robotami mobilnymi, z którymi odnosili wiele sukcesów na międzynarodowych zawodach. Nie boją się jednak nowych wyzwań. W czerwcu zajęli 3. miejsce w międzynarodowych zawodach sond kosmicznych CanSat Competition w USA, a teraz postanowili zmierzyć się z niespokojnymi wodami Atlantyku.

– Szukaliśmy czegoś nowego, tym razem związanego z wodą i trafiliśmy na informację o konkursie Microtransat. Mamy duże doświadczenie z elektroniką, robotyką i automatyzacją, a także z żeglarstwem, bo większość zespołu ma odpowiednie uprawnienia, dlatego uznaliśmy, że warto spróbować – mówi Wojciech Bohdan, koordynator projektu, student Wydziału Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów. – Nasze doświadczenia żeglarskie na pewno przydadzą się podczas fazy testowej, żeby sprawdzić i ocenić, czy łódź rzeczywiście będzie w stanie kontrolować kierunek płynięcia.

Natomiast w pracach nad zaprojektowaniem kadłuba studenci z KoNaR-u nawiązali współpracę z Kołem Naukowym PWr Solar Boat Team, specjalizującym się w budowie właśnie tego typu konstrukcji.

Cyfrowy projekt łodzi mamy już przygotowany. Będzie ona miała około metra długości, dzięki czemu łatwiej będzie ją transportować. Tak naprawdę trudno jednak powiedzieć, jaka wielkość jest w tym wypadku optymalna. W konkursie startowały już łodzie dłuższe i krótsze niż nasza, ale żadnej nie udało się przepłynąć całego dystansu. Te, które osiągały dobre wyniki miały długość właśnie około jednego metra – wyjaśnia Wojciech Bohdan.

Siłą wiatru i słońca

Kadłub łodzi będzie wykonany ze stali nierdzewnej, podobnie jak płetwa mieczowa, dzięki czemu cała konstrukcja będzie dużo bardziej stabilna i nawet jeśli się przewróci, to będzie w stanie z powrotem się podnieść. Natomiast mały żagiel, który znajdzie się w dziobowej części łodzi, zostanie wykonany z włókna szklanego i kompozytów.

Łódź zostanie też wyposażona w cztery komplety paneli fotowoltaicznych i baterii, które będą dostarczały energię dla całego systemu elektronicznego. Będą one działały zupełnie niezależnie od siebie, więc awaria jednego kompletu, nie przeszkodzi w działaniu reszcie systemu.

Obecnie pracujemy nad odpowiednią baterią, która będzie autonomicznie pobierała energię z panelu, magazynowała ją i przekazywała do łodzi. Według wstępnych obliczeń naładowanie jednej takiej baterii trwa około trzy dni, a zmagazynowana energia pozwala na dwa do czterech tygodni pracy. Przy czterech kompletach i dobrych warunkach daje nam to nawet kilkumiesięczny zapas energii – wyjaśnia Jakub Lemański, programista Embedded w projekcie, student na kierunku automatyka przemysłowa.

Łódź będzie także wyposażona w system komunikacji satelitarnej, system GPS, co umożliwi aktualne śledzenie i raportowanie jej pozycji (co jest wymagane przez organizatorów konkursu), a także ewentualną korektę kursu oraz w aparat automatycznie wykonujący zdjęcia otoczenia.

Wielomiesięczna wyprawa

Pokonanie trasy z Wysp Kanaryjskich na Karaiby może potrwać, w zależności od siły wiatru, od dwóch do pięciu miesięcy. W tym czasie łódź będzie musiała przetrwać trudne warunki pogodowe – sztormy czy porywiste wiatry, a także unikać najpopularniejszych tras żeglugowych.

Jeśli będziemy się trzymać z dala od nich, to zderzenie z innym statkiem jest praktycznie niemożliwe. Zagrożeniem mogą być natomiast łodzie rybackie, ponieważ nasza łódź może przypadkiem wpaść w ciągnięte przez statki rozległe sieci. Wiele z wcześniejszych prób zakończyły się właśnie w ten sposób – tłumaczy Wojciech Bohdan.

Sam koszt budowy łodzi to ok. 15-20 tys. zł, natomiast cały projekt ma kosztować ok. 50 tys. zł. Studenci planują, że cała konstrukcja będzie gotowa w ciągu trzech miesięcy i jeśli tylko warunki pozwolą, to pierwsze testy zostaną przeprowadzone na Odrze w marcu 2025 r. Potem zespół przeniesie się na Mazury i wreszcie w okolice Helu, gdzie łódkę czekają kolejne próby.

– To nasza pierwsza tego typu konstrukcja, a kluczowa w projekcie będzie jej niezawodność. Plan minimum to przepłynięcie około tysiąca kilometrów, ale jeśli nie wydarzy się nic niespodziewanego, to liczymy, że uda nam się pokonać cały dystans – podkreśla Jakub Lemański.

Źródło: Politechnika Wrocławska

O Autorze

MM Magazyn Przemysłowy jest międzynarodową marką medialną należącą do holdingu Vogel Communications Group. W ramach marki MM Magazyn Przemysłowy wydawane jest czasopismo, prowadzony jest portal magazynprzemyslowy.pl oraz realizowana jest komunikacja (różnymi narzędziami marketingowymi) w przemysłowym sektorze B2B.

Tagi artykułu

MM Magazyn Przemysłowy 11–12/2024

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę