1.Öncelikle enerji güvenliği açısından baktığımızda özellikle dışa bağımlı enerjinin temin edilebilir olması, ambargo, fiyat değişimleri ve yasal değişimlerden etkilenmemesi gerekmektedir. Bu kritik etkenlerin yanı sıra yakın zamanlarda gündeme gelen bir diğer etken Enerji verimliliği konusudur. Çünkü enerji verimliliği başlı başına bir enerji kaynağı olarak düşünülebilir. Verimi arttırmakla Savaş gemilerinin daha az yakıt tüketmesi ,böylece operasyon sürelerinin ve seyir sıalarının artması mümkün olur. Bu bölümde bahriyelerde enerji verimliliğinin kısaca ne gibi yöntemlerle sağlandığını ve HİDRODİNAMİK ÖNLEMLERİ göreceğiz.
2.Ticaret gemilerinde Enerji verimliliği konusunda IMO tarafından uluslararası yönlendirici hedefler ve yöntemler belirlenmiştir. Bahriye gemilerinin fiziksel yapıları ve operasyonel profilleri Ticaret gemilerinden farklı olmakla birlikte bu sektörde belirlenen önlemlerin çoğunluğu Bahriye gemileri içinde geçerlidir.
Ticaret gemileri ile donanma gemileri arasında kullanım amaçları bakımından önemli farklar vardır. Ticaret gemileri taşıdıkları yüke göre belirli sınıflara bölünmüştür ancak donanma gemileri çeşitli görevler bakımından çok daha geniş bir yelpazeye sahiptir aynı zamanda donanma gemilerinin operasyonel kullanımları Ticaret gemilerinden çok farklıdır. Bu farklılıklara rağmen Ticaret gemileri için geliştirilmiş olan enerji verimliliğini arttırıcı teknolojik önlemler donanma gemilerinde kullanılabilir niteliktedir
3. Bu önlemleri şu şekilde gruplayabiliriz;
3.1 TEKNE FORMU OPTİMİZASYONU
Uygun pervane ve tekne tasarımı, tekne formunu Optimize ederek ıslak yüzey direncinin düşürülmesi. Tekneye ek düzenleyicilerin montesi ile dalga ve rüzgâr etkilerinin değerlendirilmesi. Tekne profiline uygun balp tasarımı.
3.2 ENERJİ TASARRUFU CİHAZLARI MONTESİ
Pervane verimini arttırıcı olanlar, tekne direncini düşürücü olanlar ve güneş ile rüzgâr enerjisi gibi yenilenebilir kaynaklarının değerlendirilmesi
3.3 TEKNE İNŞAATI OPTİMİZASYONU VE AĞIRLIK DÜŞÜRÜCÜ ÖNLEMLER
Üretim yöntemlerinin optimizasyonu. Yüksek dirençli malzeme kullanımı ile ağırlıkların azaltılması yoluyla güç gereksinimin düşürülmesi
3.4 MAKİNE TEKNOLOJİSİ GELİŞİMİ
Gemi makine sistemlerinin daha az enerji tüketmesi verimli çalışabilmesi için üreticilerce geliştirilen yenilikler. Sistemlerden gelen atık ısıların tekrar kullanılması.
3.5 OPERASYONEL ÖNLEMLER
Optimum seyir rotası planlaması. Tekne ve pervane bakımları. Gemi enerji tüketicisi sistemlerinin Optimize edilmesi ve tümsel enerji yönetimi. Trim ve balast optimizasyonu.
4. KÜLTÜREL DÖNÜŞÜM
Yukarda belirtilen çeşitli teknolojik gelişim ve önlemler , bunları uygulayacak ekipler olmadıkça bir katkı sağlayamayacaktır. Temelde gerekli olan uygulayıcılarda farkındalık ve bilinç değişimi yaratarak önlemlerin sürekli kılınabilmesidir.Bu konu teknoloji dışında ayrıca ve önemle irdelenmelidir.
5. Enerji verimliliği acısından baktığımızda gemi hidrodinamiği, tekne ve tekne- pervane etkileşimi bakımlarından büyük önem arz eder. Tekne hareketi iki şekilde enerji tüketir. Tekne ıslak yüzeyinin viskoz rezistansı ile dalga direnci. Viskoz direnç teknenin ıslak alanının uzunluğunun karesi ile doğru orantılıdır. Teknenin kargo kapasitesi ise uzunluğun küpü ile değişmektedir. Bu nedenle taşıma kapasitesine göre teknenin güç gereksinimi daha yavaş yükselir Böylece büyük teknelerin hidrodinamik Enerji verimliliği daha fazla olacaktır.
6. Savaş gemileri görev gereği yüksek süratlere çıkmakla birlikte kullanım ömürleri içinde çoğunlukla crusing süratlerinde seyretmektedirler. Bu süratlerde yüzey sürtünmesi ise direncin çoğunluğunu oluşturur. Bu nedenle direncin azaltılması yakıt ekonomisi ile eşdeğerdir. Tekne üzerinde alınan önlemlerin başlıcaları aşağıda belirtilmiştir.
5. DEĞİŞİK BALP TASARIMLARI.Tekne pruvasında balp kullanımı ile hidrodinamik performansın artırılması çok uzun zamanlardan beri bilinen ve özellikle genelde Ticaret gemilerinde kullanılan bir yöntemdir. Ancak savaş gemilerinde sürat gereksinimi nedeniyle yakın zamana kadar bu yöntem kullanılmıyordu. Fakat yakıt ve enerji maliyetlerinin yükselmesi ile balp kullanımı tekrar gündeme gelmiştir Örneğin Alman tasarımı MEKO sınıf firkateynlerinin yeni yapılanlarında kullanılmakta olup Cezayir bahriyesine verilen gemilerde bulunmaktadır. Bu şekilde maksimum surette düşme olmakla birlikte yakıt tasarrufu kompanze eder oranda artmaktadır. Bu yöntemde baş taraftaki Sonar’ın montajı sorun yaratmakla birlikte Sonar’ın balp içerisine alınabilmesi ile sorun çözülmüştür. Örneğin ABD DDG 51 firkateynler için 50 gemide ömür boyu kullanımda toplam 200 milyon dolarlık Bir tasarruf sağlanabileceği öngörülmüştür
7. TEKNE ÜZERİ EKLENTİLER.Tekne ve pervanenin etkileşimi yoluyla enerji kaybına azaltmak üzere pervanelerin önünde ilave parçalar monte edilir ya da değişik dümen yelpazesi şekilleri kullanılır. Bu tip yöntemlerin amacı, su akışının pervaneye düzgün bir şekilde gelmesini sağlayarak pervane verimini arttırmaktır. Yöntemlerden birisi kıçta karinaya flaplar ve üçgen yapılar monte etmektir. Flapların ya da üçgen yapıların kullanılmasıyla kıç tarafta yukarı doğru ekstra kaldırıcı basınç sağlanmakta böylece form direnci ile emme direnci önemli ölçüde azalmaktadır. Böylece %5- 12 güç tasarrufu sağlanabilmektedir.
8. DDG 51 sınıfı firkateynler de bu şekilde monte edilen flapların bir yıldan daha az bir sürede amorti edildiği görülmüştür. Flaplar İngiliz Bahriyesinin Tip 23 firkateynleri de ve TİP 42 destroyerlerinde de başarıyla kullanılmaktadırlar.
ŞEKİL 1. Kıç Flap montajı örneği
9. Bir diğer teknoloji PERVANE BOSASI ÜSTÜNE MONTELİ FİNLER kullanmaktır. Bu finler vortex kayıplarını düşürerek pervane direncini azaltmakla birlikte gürültü ve titreşimi de düşürmektedir. Pervane göbeğinin arkasında oluşan kayıpları düşürmek üzere pervane başlığının dümen yelpazesi ile entegrasyonu bir başka yöntemdir.
ŞEKİL 2. Bosa uzatmalı Dümen Yelpazesi
10. SCHNEEKLUTH KANALLAR MONTESİ. Bunlar pervane baş tarafına monteli dairesel kanallardır. Hydrofoil kesitleri ile su akışını minimum dirençle pervane merkezine doğru yönlendirmektedirler. Etkileri üçgen Finlerdeki gibidir.
.
ŞEKİL 3. Schneekluth Çember montajı
11. DÜMEN YELPAZESİ TASARIMI. Pervane verimini arttırmak üzere dümen yelpazesiyle bağlantılı olarak örneğin, bir Ford traktör kombinasyonu asimetrik bunlarda yelpazenin aerofoil kesiti Pervane ekseninin üstünde ve altında ayrı ayrı optimize edilerek pervane akışının en uygun şekilde olması sağlanır. Bir diğeri balık Pervane bosası Finleri monte edilmesidir. Bu eklentiler kullanmak yoluyla pervane arkasındaki akışın radyal dağılımı iyileştirilerek yüksek devirde oluşan kayıplar azaltılarak kuvvetli vorteks lirin oluşumu önlenir
12. GRIMM WHEEL ÇARKLARI. Pervanenin hemen arkasına montajlı kanatların kullanılmasıyla Pervane arkasında oluşan rotasyonel akıştaki enerjinin bir kısmının geri alınması Hedeflenmektedir.
ŞEKİL 4. GRIM WHEELS ÇARKLARI
Belirtilen Önlemlerin çoğu teknelerin ilk inşaasında uygulanabilecek niteliktedir.
Ancak örneğin kıça flap montesi yepılacak hidrodinamik bir model yada CFD
analizi sonrası hizmetteki uygun savaş gemilerine de uygulanabilir. Nitekim Yunan donanmasında uygulanmıştır (2).
Sonraki yazıda , YÜZEY DİRENCİNİ DÜŞÜREREK enerji verimini arttırma konusu ele alınacaktır.
KAYNAKÇA :
- Ship Energy Efficiency Measures .ABS Guide
2. Energy saving measures for Naval Vessels. G. Gougoulidis, PhD . MIT
3.Ways to energy Efficiency.SSPA 2016
4. EU REPORT – Study on energy efficiency technologies for ships
CLIMA.B3/ETU/2014/0023r
