Autonomiczna łódź napędzana energią odnawialną
Politechnika WrocławskaStudenci 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.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
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
