Переход через Тихий океан на катамаране NOVA на солнечной энергии

В 2023 году Фёдор Конюхов планирует совершить первый в истории одиночный переход через Тихий океан на катамаране на солнечной энергии.

В рамках проекта NOVA в 2023 году планируется завершить строительство катамарана океанского класса длиной 11 м, оборудованный электрическими моторами и солнечными модулями.

Уникальный катамаран спроектирован британским дизайнером Филом Моррисоном, который ранее проектировал все три вёсельные лодки для Фёдора Конюхова (УРАЛАЗ, ТУРГОЯК и АКРОС).

На Катамаране NOVA будут установлены измерительные приборы, записывающие показания работы солнечных модулей и бортовых аккумуляторов. Полученные данные будут переданы технологическим партнёрам проекта, а также использованы в авиационном проекте «Альбатрос — вокруг света на энергии солнца».

В переходе Фёдор Конюхов будет вести видео-дневник и проводить экологический мониторинг океана, ежедневно отмечая наличие или отсутствие пластиковых отходов в морской воде.

Проект одиночного перехода через Тихий океан на энергии Солнца стал результатом тесной работы команды и ряда технологических решений, основанных на разработках генерального конструктора АО «РОТЕК» Михаила Лифшица. Он разработал методы энергообеспечения морских и речных судов, приводимых в движение энергией от солнечных батарей, использующих эффект альбедо. Многие важные части катамарана, защищенные патентами Михаила Лифшица, помогли сделать эту экспедицию возможной. Речь идет о способах производства гибких фотоэлектрических модулей и батарей электрохимических ячеек, а также методах управления работой составного твердотельного электрохимического источника постоянного тока.

Генеральный конструктор АО «РОТЕК» Михаил Лифшиц отметил: «Мы бы не смогли придумать лучшего варианта, чем условия экстремальных экспедиций нашего доброго друга и отважного путешественника Федора Конюхова, в ходе которых он устанавливает мировые рекорды. Поэтому использование судна, оборудованного электрическими моторами и солнечными модулями, идеально подходит для решения этой задачи. Я с большим удовлетворением наблюдаю за тем, как наши технологические идеи находят свое применение в подобных амбициозных испытаниях. Кроме этого стоит отметить, что данные, собранные в ходе перехода через океаны будут использованы в нашем проекте беспосадочного перелета вокруг земного шара – «Альбатрос – вокруг света на энергии Солнца». У меня нет сомнений в том, что все это является конкретными шагами в направлении экологически чистого транспорта будущего.

Проект катамарана «NOVA» является подготовительным и тестовым этапом для более масштабной задачи – кругосветное плавание за 80 дней на солнечной энергии без заходов в порты. Базируясь на результатах, полученных в ходе реализации проекта катамарана NOVA мы планируем построить 100 футовый катамаран (30 метров) для кругосветного плавания на Кубок Жюля Верна. Старт и финиш в проливе Ла-Манш. Протяжность маршрута 27 тысяч миль. Чтобы уложиться в 80 дней катамарану необходимо проходить по 340 миль в сутки поддерживая среднюю скорость в районе 14 узлов. Это амбициозная задача на грани технологических возможностей доступных на сегодняшний день.

Технические данные катамарана NOVA

В техническом задании на проектирование мы указали необходимость транспортировки катамарана в разобранном виде в 40-футовом контейнере в любой регион планеты для организации перехода и проведения эко мониторинга поверхности акватории на предмет загрязнения пластиком. Помимо океанов, рассматриваются переходы через Каспийское море, Японское море, Байкал. Размеры катамарана, 11 метров в длину, ограничены стандартным морским контейнером. Два поплавка размещаются в контейнере, а сверху укладывается разборная палуба.

Исходя из этих размеров Фил Моррисон вычислил общую доступную площадь палубы и поплавков для размещения солнечных модулей – 66 кв.м.

В соответствии с проектом, площадь солнечных модулей, горизонтально расположенных на палубе, составляет 51 кв. м. Пиковая мощность солнечного массива, размещённого на палубе, составляет 9 кВт. Кроме того, площадь солнечных батарей, установленных на двух корпусах катамарана, составляет 15 кв. м, и данное решение позволяет получить в бортовую сеть дополнительно пиковую мощность до 1,8 кВт с освещаемой стороны.

Катамаран должен иметь приличную скорость, сравнимую со скоростью круизной парусной яхты. Правильный расчет энергобаланса на этапе проектирования имеет ключевое значение: важно определиться с площадь покрытия, ёмкостью аккумуляторов, мощностью электродвигателей, общим весом конструкции в 2.2 тонны. После чего ушло несколько месяцев на проектирование конструкции и затем чертежи были переданы на верфь.

Компании в проекте

Вес, скорость и маневренность судна имеет критическое значение для судна использующего возобновляемую энергию. Достичь необходимых показателей помогут композитные материалы на основе углеродного волокна, которые используются в производстве корпуса, палубы и других деталей катамарана. Речь идет об материалах производства дивизиона UMATEХ.

В создании корпуса катамарана применяются тканные и мультиаксиальные структуры на основе углеродного волокна отечественного производства. Данные материалы являются идеальной составляющей частью усиленных композитов, которые используются в проектировании высоконагруженных конструкций. В готовом изделии эти материалы обеспечивают снижение веса конструкции и высокую прочность, также антикоррозийную стойкость в сравнении с металлическими аналогами

В соответствии с заявкой Экспедиционного штаба Фёдора Конюхова в Санкт-Петербурге в Научно-техническом центре компании «Хевел» изготовлены специальные ячейки на гибкой подложке. На Катамаране NOVA будут установлены измерительные приборы, записывающие показания работы солнечных модулей и бортовых аккумуляторов. Полученные данные будут переданы технологическим партнёрам проекта «Альбатрос — вокруг света на энергии солнца». Поставщик солнечных модулей для катамарана и самолёта – структурные подразделения группы компаний «Хевел».

«Сегодня наши технологии и накопленный опыт позволяют реализовать самые смелые проекты на воде и в воздухе. Одна из ключевых ценностей подобного сотрудничества для нас как производителя заключается в отработке эффективных солнечных решений в максимально сложных условиях для их последующего массового внедрения», — отметил генеральный директор группы компаний «Хевел» Игорь Шахрай.

Мощность, потребляемая двумя электромоторами для достижения расчетной скорости, равна 1,5 кВт, соответственно, для работы в течение 24 часов им необходимо 36 кВтч. Установленные аккумуляторные батареи емкостью 60 кВтч позволяют двигателям работать непрерывно в течение 40 часов, что снижает вероятность негативного влияние пасмурной погоды и облачности на ход катамарана. С другой стороны, повышенная емкость АКБ дает возможность увеличения мощности двигателей при стабильно высокой выработке солнечных модулей в благоприятных метеорологических условиях для достижения большей скорости.

Экологическая составляющая проекта:

Партнёром экологической экспедиции, основной целью которой является экомониторинг микропластика в океане на катамаране, также выступит публично-правовая компания Российский экологический оператор. Подходы в популяризации осознанного потребления среди россиян Федор Конюхов и гендиректор РЭО Денис Буцаев обсудили 30 ноября 2022 года.

Денис Буцаев, генеральный директор ППК РЭО: «Антропогенное влияние на окружающую среду не знает границ и давно обрело мировые масштабы, среди них образование отходов потребления и производства, которое растет с каждым годом. Очень важно изменить такую тенденцию и для этого повлиять на осознанность граждан. Мы хотим популяризовать экологичный образ жизни, умеренное потребление, использование многоразовых и перерабатываемых предметов. Наши просветительские проекты выходят на новый уровень — мы поддерживаем проекты Федора Конюхова. Надеемся на продолжительное сотрудничество».

Планируется, что с весны 2023 начнутся ходовые испытания и исследовательские походы. Возможные маршруты Дубай — Катар, Дубай — Оман, Дубай — Индия (Мумбаи). Под эгидой РЭО будет осуществлен глобальный экомониторинг океанов на предмет загрязнения микропластиком. Глобальная повестка включит в себя переход через Индийский, Атлантический и Тихий океаны, национальная (региональная) повестка в РФ — исследования в Азовском, Черном и Каспийском морях, а также Байкал.

Российский экологический оператор (РЭО) — публично-правовая компания, созданная по указу Президента России, чтобы сформировать комплексную систему обращения с отходами. Среди главных целей РЭО — сокращение объёма отходов и развитие инфраструктуры по их переработке, инвестиционная поддержка отрасли, вовлечение отходов в хозяйственный оборот, а также формирование новой экологической культуры среди населения и популяризация раздельного сбора отходов. К 2030 году в стране будет сортироваться 100% отходов, а объемы полигонного захоронения сократятся вдвое. Также благодаря развитию экономики замкнутого цикла вторсырье будет использоваться в строительстве дорог, домов, в сельском хозяйстве и промышленности.

В марте 2020 г. Фёдор Конюхов подписал Меморандум о сотрудничестве с Институтом океанологии им. П.П.Ширшова РАН в целях реализации совместных научных, просветительских и экспедиционных проектов, направленных на изучение и освоение мирового океана, исследование рельефа дна, подводной флоры и фауны, а также экологический мониторинг морей и океанов.

Первым проектом в рамках данного научно-технического сотрудничества станет изучение степени загрязнения вод мирового океана частицами микропластика. Специальные фильтры проточного типа со сменными картриджами, установленные на катамаране, способны улавливать частицы пластика размером от 200 мкм до 1,5 мм и более. Задачами Фёдора Конюхова будут ежедневное обслуживание фильтров, упаковка и маркировка собранных образцов с указанием координат места, времени сбора и показаний водосчётчика отфильтрованной воды. Он также будет вести визуальный мониторинг поверхностных слоёв океана на предмет загрязнений и вести видео-дневник. Собранные образцы и видеоматериалы будут переданы в Институт для анализа и интерпретации.

Запланированные исследования позволят оценить степень загрязнения пройденной акватории Южного Тихого океана микропластиком и в дальнейшем изучить пути его переноса при помощи математического моделирования.

Цели проекта:

Совершить первое в истории одиночное пересечение Тихого океана от континента до континента на солнечной энергии.

Провести испытания фотоэлектрических панелей (ФЭП) отечественного производства в условиях океана на протяжении длительного времени, при условии постоянной нагрузки.

Провести испытания АКБ в условиях океана на протяжении длительного времени, при условии постоянной нагрузки. Результаты тестирования ФЭП и АКБ в результате реализации проекта «катамаран NOVA», в том числе многодневные натурные испытания, будут использованы в проекте «Альбатрос».

Совместно с Институтом океанологии им. П.П.Ширшова РАН провести эко мониторинг загрязнения Тихого океана микропластиком. Катамаран оборудован устройством фильтрации морской воды. Ежедневно, продвигаясь по маршрут, Фёдор Конюхов будет проводить сбор данных.

Экология. БОС (беспилотные океанские суда) – в будущем будут незаменимы для осуществления длительного экологического мониторинга загрязнения Мирового океана, а также изменения климата, в том числе изменения солёности океанов.

Технологическая задача:

Отработка технологий беспилотных морских судов на электрической тяге и солнечных модулях в качестве источника питания.

Дмитрий Мраморов, председатель совета директоров СКБ Контур: «Снова перед Фёдором Конюховым стоит сложнейшая задача — преодолеть в одиночку на уникальном судне океан, используя только энергию солнца. Снова это будет не просто путешествие на пределе человеческих возможностей, но и целое исследование — на этот раз экологическое. Мы вместе наблюдаем настоящий феномен нашего современника, человека, который добивается невероятных результатов за счёт упорства, дисциплины, веры, очень качественной подготовки и опыта. Такие люди как Фёдор Конюхов радикально расширяют горизонт возможностей и меняют восприятие мира. Мы поддерживаем проект и надеемся, что энергия солнца и самого Федора Филипповича помогут воплотить этот смелый замысел в жизнь».