4

Zero Emission Lab

In het Zero Emissions Lab doen we onderzoek naar cavitatie en voortstuwing. Beide zijn nauw met elkaar verbonden: want voor een schroef heb je een aandrijving nodig, en als je met een aandrijving gaat spelen heb je een schroef nodig.

MARIN onderzoekt schroeven en hoe een schroef aangedreven moet worden. Van een schroef willen we weten hoeveel kracht deze kan leveren, of de schroef geluid maakt onder water, en of er cavitatie ontstaat. Dat onderzoek doen we in onze Cavitatietunnel.

Een schroef moet ook aan het draaien gebracht worden. Daarvoor wordt nu nog een dieselmotor gebruikt maar we willen eigenlijk naar een schone aandrijving, dus emissieloos. Gaan we net als bij auto’s en bussen hybride schepen of schepen op waterstof of schepen met batterijen bouwen? En hoe doe je dat dan? Dat onderzoeken we in het Hydro-systems integration lab, de machinekamer van de toekomst.

Cavitatietunnel

Schroeven veroorzaken onder water cavitatie, en dat is een belangrijke bron van geluid en trillingen aan boord. Ook veroorzaakt cavitatie onderwatergeluid met negatieve gevolgen voor zeezoogdieren en vissen. Om cavitatie zoveel mogelijk te voorkomen, wordt het cavitatiegedrag van een schroef in de Cavitatietunnel zo goed mogelijk nagebootst.

Wat is cavitatie? Als een scheepsschroef door het water draait, ontstaan er aan de voorkant van de schroefbladen bellen gevuld met waterdamp. We noemen dit verschijnsel cavitatie. Deze bellen verdwijnen ook weer, alleen ze ontploffen (exploderen) niet, maar ze ploffen in elkaar (imploderen). Dit voortdurend imploderen geeft drukgolven die het hele achterschip kunnen doen trillen en onderwater en binnenboord geluidsoverlast kunnen veroorzaken. Door cavitatie worden ook de schroefbladen zelf aangetast.

Het vervangen van een schroef is kostbaar, daarom moet slijtage van de schroefbladen zoveel mogelijk worden voorkomen. Daarnaast heeft onderwatergeluid een negatieve invloed op zeezoogdieren en vissen en zijn sterke trillingen en geluidsoverlast storend voor de passagiers en bemanning. De trillingen kunnen ook schade toebrengen aan de constructie, de systemen en de lading van het schip.

Cavitatieonderzoek is dus van groot belang, bij voorkeur al in het ontwerpstadium. Want het herstellen van fouten achteraf, wanneer het schip eenmaal is gebouwd, is vaak niet mogelijk of tegen zeer hoge kosten. Dus met een zo goed mogelijk hydrodynamisch ontwerp proberen we de cavitatie zoveel mogelijk te beperken.

Machinekamer van de toekomst

Het Hydro-systems integration lab is eigenlijk een nagebouwde machinekamer van een schip. In deze machinekamer staat een verbrandingsmotor (op gas of diesel) en een elektromotor om de schroef aan te drijven. De elektromotor kunnen we laten draaien op batterijen, op een fuel cell, met een generator of allemaal tegelijk.

In een Fuel cell (brandstofcel) kun je met waterstof elektriciteit maken. Waterstof wordt gemaakt door water te splitsen in waterstof en zuurstof. In de fuel cell wordt van waterstof weer water gemaakt en daarbij komt elektriciteit vrij. Die elektriciteit gebruiken we hier om de schroef aan te drijven met een elektromotor

Met deze machinekamer van de toekomst kunnen we het gedrag van systemen aan boord onderzoeken en optimaliseren. We kunnen dus allerlei vragen onderzoeken. Wat is nou de beste machinekamer? Hou betrouwbaar is zo’n machinekamer? Hoe bestuur je zo’n machinekamer? Als er iets kapot gaat, kan  je dan nog veilig doorvaren met het schip? Als we in de toekomst emissieloos willen varen, zijn dit belangrijke onderwerpen om verder te onderzoeken.

Lees meer

Wist je dat

cavitatie wordt gemeten en geobserveerd met high-speed camera’s die een miljoen beelden per seconde maken?

In beeld

Deel deze pagina