Denizdeki sessizlik

Vikingler kendi gemilerine resmen aşıktı. Bu denizci ulus, kendi “ejderha tekneleri” ile Kuzey Amerika’ya kadar olan onca yolu yelkenle ve kürek çekerek kat etmişti. Bin yıldan fazla bir süre önce bile anavatanlarından biri olan Norveç dünyanın bir numaralı gemi inşa merkeziydi. Gerçekten de bu ülkenin gemi inşa endüstrisi yılda 8 milyar Euro civarında bir gelir elde ediyor. İskandinavyalı gemi tasarımcılarının eşsiz becerilerine güvenen çok sayıda şirket arasında Siemens de var. Onlardan biri de Odd Moen. Siemens Denizcilik & Gemi İnşası’nın satış bölümünde çalışan Moen dünyanın dört bir yanındaki projeleri Trondeheim’dan yönetiyor. Ancak onun hedefi hep aynı: Yüzebilecek her şeye optimum bir şekilde uyabilecek sürüş sistemleri. Moen’in çalıştığı bölüm daha şimdiden eksiksiz güç aktarma sistemlerine sahip 200’den fazla gemiyle dolu olduğundan bu süreçte denizlerdeki enerji verimliliği hakkında önlerinde daha yapacak çok işleri var. Moen, “Biz burada çok sayıda gemi için dizel-elektrik itmeli sürüş sistemlerinden faydalanıyoruz. Bu kurulumlarda gemilerin çarkları veya pervaneleri, enerjilerini mazotla çalışan jeneratörlerden alan invertör beslemeli motorlarla döndürülüyor. Biz bu tarz bir düzenek sayesinde pervaneler üzerinde daha sağlam bir kontrol kurabiliyoruz ve dolayısıyla yakıttan tasarruf ediyoruz” diyor.
Hassas manevralar
Gemilerin çoğunun açık denizlerde hassas manevralar yapabilecek ya da okyanuslardaki örneğin sondaj veya servis istasyonlarında sabit durabilecek kapasitede olması gerekir. Bu gibi durumlarda sürüş sisteminin geminin konumunu sabit tutmak için pervaneleri yavaşça döndürecek şekilde minimum enerji vermesi şarttır. Daha hızlı enerji transferi sistemleriyle karşılaştırıldığında, sadece dizelle çalışan bir sistemdeki motorun çıktısı büyük oranda dalgalanır. Sonuçta motor sıklıkla optimum verimlilikle çalışmaz. Bunun dışında bu gibi gemiler kendi yakıtlarının içeriğini yeterince verimli de kullanmaz. Moen, “Bir aracın denizdeki konumunu sabit tutmak veya onu çok yavaş hızlarda hareket ettirebilmek için gerekli itiş miktarının bazen o kadar minimum seviyede tutulması gerekir ki onun pervane kanatlarının hareketini ayarlamak için gerekli enerjiden bile fazla olmaması gerekebilir. Pervane sabit bir hızda döner. Nitekim dizel motor da aynısını yapar” diyor. Günümüzde pervanenin dönüş hızını doğrudan elektrikli motorlar aracılığıyla frekans dönüştürücüleri kontrol eder. Sonuçta pervane çok daha yavaş dönebilir. Bu kurulum yakıttan tasarruf sağlar, çünkü elektrikli motorlar düşük hızlarda bile yüksek verimlilikte çalışır. Bir frekans dönüştürücüsü ise elektrikli motorlar ile pervanelerin hızını kontrol eder. Ne kadarlık itiş gücü gerektiğine bağlı olarak bu dönüştürücüler dizel jeneratörden gelen alternatif akımın frekansını ve amplitudunu ayarlar.
Yakıt talebi nasıl düşürülür?
Geminin cinsine bağlı olarak, bir dizel elektrikli itiş sisteminde dört ila altı arasında değişen sayıda dizel jeneratör olur. Jeneratörlerden kaç tanesinin çalışır durumda olacağına geminin enerji talebi karar verir. Sonuçta, onlar sadece gerektiği kadar enerji ürettiklerinden ve pervanelerin hızıyla doğrudan eşleşmediklerinden, dizel motorlar çok yüksek verimlilik seviyelerinde çalışabilir. İtiş sistemindeki yükün sık sık değiştiği gemilerde, bu türden bir hibrid sistemle sağlanan tasarruf, dizel motorla üretilen mekanik enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi yüzünden ortaya çıkan verimlilik kaybını fazlasıyla telafi eder. Sadece mazotla çalışan araçlara göre mazot elektrikle çalışan gemiler hem çok daha sessizdir hem üçte bire kadar daha az yakıt tüketir. Siemens, bu teknolojiyi 1996 yılından bu yana kullanıyor. Sondaj platformları için bir ikmal gemisi olan Skandi Marstein Kuzey Denizi’nde dizel elektrikli sürüş sistemine sahip ilk araçtı. Moen, “Bu gemi bizim için kilometre taşı olmuştu” diyor. Skandai Marstein üç günlük bir gemi yolculuğunda dizelle çalışan bir araçtan yüzde 35 oranında daha az enerji tüketmişti. Yıllar içinde dizel elektrik prensipleri çok az değişti. Ancak teknoloji şaheseri bileşenlerin kullanılması sayesinde araç verimliliği halen artırılabilir. Moen, “Tek tek bileşenlerin karmaşıklık seviyesi arttıkça bir projenin karmaşıklık seviyesi de artar” diyor. Skandi Marstein’ın hizmete girmesinin üzerinden tam 20 yıl geçtikten sonra yani 2016 yılından başlayarak, Siemens Denizcilik ve Gemi İnşası şirketinin Norveç’te tarihindeki en büyük projesinin ürünü olan dizel elektrikli sürüş sistemlerine sahip dört tane boru hattı döşeme gemisi denizlere süzülecek.

~Yüzen kamyon 
Moen, “Skandi Marstein her ne kadar zamanına göre çok ileri bir teknolojiye sahiptiyse de o aslında şimdi yüzen bir kamyondan farksız. Bugün sondaj platformlarına ikmal malzemesi götürüyor ve oradan çöpleri yükleyip geri getiriyor. Oysa yeni boru hattı gemileri çok daha şiddetli koşullar altında çalışmak zorunda olacak. Derin sularda konumlarını hassaslıkla koruyacaklar, boru hatlarının kaynağının ve izolasyonunun yapılması ve döşenmesi için gerekli olan devasa miktarlarda enerjiyi sunacaklar” diyor. 150 metre uzunluğunda ve 650 tonluk boru döşeme kulelerini batmadan taşıyacak kapasitede olan bu gemiler gerçekten birer su canavarı ve onlar son derece haşin koşullarda bile konumlarını korumak zorunda olacak. Bu gemilerin her biri altı tane pervaneye ve boru döşeme ekipmanlarına elektrik tedariğinde bulanacak altı tane dizel motorla donatılmış durumda. Herhangi bir anda sadece gereken sayıda dizel motor çalışıyor durumda olacak. Bu strateji elektrikli motorların da kullanımıyla birleştiğinde yakıt tüketimini ve bakım masraflarını azaltacak.
Nasıl birbirine bağlıyor?
Moen, ileriye baktığında itiş gücündeki dalgalanmaları telafi etmek için akülerden faydalanan hibrid arabalarda olanlara benzer sürüş sistemleri için olağanüstü bir potansiyel olduğunu düşünüyor. Bu türden sistemlerin bir örneği de bugün Scandline tarafından işletilen Prinsesse Benedikte ve Schleswig-Holstein adlarındaki hibrid feribotlar. Bu deniz taşıtlarından her biri yolculuk başına 300’den fazla araba ve 1.000’den fazla yolcu taşıyabiliyor. Her biri 142 metre uzunluğunda olan bu gemilerde boru hattı döşeme gemilerindekine benzer itiş sistemleri var. 17.4 kilovat dizel motorlarla beslenen jeneratörler, bu geminin elektrikli motorlarını bir frekans dönüştürücüsü yardımıyla çalıştırmaya yetecek kadar elektrik üretebiliyor. Ancak Siemens bu sefer sürüş sisteminin içine yaklaşık 2 bin 900 kilovatsaat gücünde depolama kapasitesi olan bir aküyü de entegre etmiş. Bu akü, geminin hareket halinde mi yoksa rıhtıma çekilmiş durumda mı olduğuna bağlı olarak motorların değişken enerji gereksinimlerini karşılıyor. Sonuçta dizel motorlar çok daha sessiz ve optimum verimliliklerine bir hayli yaklaşarak çalışabilir. Ekstra bir akü daha eklenmesi sayesinde bu feribot yakıttan yüzde 15’e varan oranlarda tasarruf edebilecek ve dizel motorların aşınmasının azaltılmasına katkıda bulunacak. Kısa yolculuklar için elektrikli itiş sistemlerinin hepsi de çok uygundur. Burada enerji aslında feribot rıhtıma bağlandığında yeniden şarj edilebilen akülerden çekiliyor. Sadece elektrikle çalışan ilk feribot bir Norveç fiyordu boyunca insanları ve arabaları taşımak üzere 2015 yılında hizmete alındı. Başkaları da kullanıyor
Çok sayıda başka tür deniz taşıtı da Siemens’in sürüş teknolojileriyle donatılıyor. Örneğin araştırma gemileri bundan çok kazançlı çıkıyor, çünkü onlar özellikle sessiz çalışan sürüş sistemlerine (neredeyse bir denizaltıda kullanılan kadar sessiz) gereksinim duyuyor. Balıkçılık tekneleri vakasında ise Siemens’teki gemi tasarımcıları artık güvertedeki depolama alanını yüzde 40 oranında artırmayı başarmış durumda. Dizel motorların artık doğrudan pervanelere bağlanması zorunluluğu ortadan kalkmış olduğundan, bu sürüş sistemi çok daha büyük bir esneklikle kurulabiliyor. Sonuçta eldeki mevcut alan çok daha verimli bir şekilde kullanılabilir. Moen, “Biz her gemiye uygun doğru çözümü bulabiliriz” diyor. Bununla birlikte, son derece geniş tasarım olasılıkları yelpazesine rağmen kendisi burada bir Viking gemisinin dişli bir meydan okuma teşkil edeceğini kabulleniyor. Onlar elbette ki son derece verimli ve sıfır yakıt maliyetli ama rüzgar olmadığında kürek çekmeyi kim ister ki?