Niels Hjørnet Yacht Design Yacht Design. Niels Hjørnet Yacht Design

Størrelse: px

Starte visningen fra side:

Download "Niels Hjørnet Yacht Design Yacht Design. Niels Hjørnet Yacht Design"

Søren Østergaard
8 år siden
Visninger:

1 Niels Hjørnet Yacht Design

2 Energieffektiva färjor Røde tal på bundlinjen 2011 Egholm færgen: ,- DKK Fursund Færgeri: ,- DKK Thyborøn-Agger færgen: ,- DKK Mors-Thy færgefart: ,-- DKK Venø færgen: ,- DKK Hals-Egense færgen: ,- DKK Hvalpsund-Sundsøre færgen: ,- DKK (Nordjyske Stiftidene )

færgefart: -5086075,-- DKK Venø færgen: -800000,- DKK Hals-Egense færgen:

3 Hvad er komposit? Hvad er komposit? En blanding af resin og fibre

4 Strukturvægt Overall structure weight [%] [%] Steel 100 Aluminium E-Glass/foam sandwich Carbon/foam sandwich 37-31

5 Komposit egenskaber Fibre properties E-modulus Tensile strength Max. Elongation Density [GPa] [MPa] [%] [kg/m 3 ] E-glass: Carbon T Aramis/Kevlar Resin properties E-modulus Tensile strength Max. Elongation Density [GPa] [MPa] [%] [kg/m 3 ] Polyester Vinylester Epoxy Ply properties E-modulus Tensile strength Max. Elongation Density [0 /90 ] [GPa] [MPa] [%] [kg/m 3 ] E-glass/polyester Carbon T300/Epoxy Kevlar 49/Epoxy

Elongation Density [GPa] [MPa] [%] [kg/m 3 ] Polyester 6.5 55 1.2 1330 Vinylester 3.4 80 2.5 1120 Epoxy 3.

6 Hvad er kulfiber? Kulfiber er fremstillet ud fra PAN

7 Mange slags kulfiber

8 Kulfiber: Stitched fabric [0 /90 ] Longitudinal Tensile Modulus MPa Longitudinal Tensile Strength MPa Longitudinal Compressive Modulus MPa Longitudinal Compressive Strength MPa Transverse Tensile Modulus MPa Transverse Tensile Strength MPa Transverse Compressive Modulus MPa Transverse Compressive Strength MPa Fibre Volume Fraction Density 1418 kg/m 3

5 MPa Transverse Tensile Modulus 56800 MPa Transverse Tensile Strength 539.

9 Sammenligning i Stål - kulfiber Material ti Tensile/yield Specific properties E-modulus strength Density strength [GPa] [MPa] [kg/m 3 ] [knm/kg] Steel Carbon T300/Epoxy

10 Sammenligning Stål kulfiber sandwich S tiff EI * 10 4 N 2 / Same stiffness: EI = * 10 4 Nm 2 /m Weight: Sandwich 5.5 kg/m 2 Steel 98.2 kg/m 2

11 Hvorfor kulfiber? Fluid structure interaction Hydro-elasticity Panel deflection Rigid panel 20 % less shock transmission

12 Sammenligning Kulfiber sandwich - Stål

13 Kompositstruktur Bildæk

14 Eksempel Rorstamme

15 Standart notationer for et skibs bevægelser

16 Betydning for skibets bevægelser Lettere deplacement betyder: F x : Mindre fremdrivningsmodstand og mindre brændstofforbrug F y: Mindre lateral modstand og større afdrift for vind F z : Mindre dybgang M x : Katamaranskrog forøger stabiliteten M y : LCG ændres let og ligeså trimmet M z : Større yaw moment and mindre kursstabilitet

større afdrift for vind F z : Mindre dybgang M x : Katamaranskrog forøger

17 Energieffektiva färjor F x : Friktion + Bølgemodstand = Fremdrivningsmodstanden: Resistance: R total = R F (1+k 1 ) + R APP + R W + R B + R TR + R A R F = 0.5*ρ*V 2* S*C F R W = c*dpl.*ρ*g*exp{f n } Acceleration: F = m*a Fuel forbruget stiger med skibets deplacement CO 2 udledning stiger med skibets deplacement

18 Energieffektiva färjor passages of 0.54 nm Displacement 92.5 t One extra ton 0.18 DKK/passage One extra ton DKK/year One extra ton DKK over 20 years

19 Stabilitet M x : Mindre letvægt: Mindre letvægt: Mulighed for lavere VCG og derfor mindre ballastvand eller mere dødvægt.

20 Trim M y : Ved at flytte 15 t fra midtskibs to agter (eller 15 % af deplacementet). Stor indflydelse på LCG q = 180/p*W*x/(Dpl.*g*GM L )

21 Afdrift for vind og yaw moment/munk moment M z : Mindre dybgang: Mindre lateral modstand og større afdrift for vind, forøget yaw moment. Force distribution on slender body in oblique flow

22 Letvægtsfærger Principperne for en letvægtsfærge: 1. Lette materialer overalt 2. Minimalistisk indretning; spar på strukturen 3. Alt, hvad der overhovedet kan blive i land, skal i land Det koster penge at sejle med overflødig vægt

23 Øko-Ø færge Deplacement & forbrug Same earning capacity Existing steel ferry New carbon ferry Displacement: 340 t Propulsion: 2x294 kw Consumption: 100l/h Speed: 9.5 kts Passengers: 200 Cars: 6 Deck cargo: 3,075t Displacement: 120 t Propulsion: 2x110 kw Consumption: 53,1l/h

24 A.P. F.P A.P. F.P. Niels Hjørnet Yacht Design Yacht Design Øko-Ø færge DN DN HVAC EMGEN ACCOMMODATION DECK 5700 mm ABOVE BL UP DN MES UP CLEANING DN MAIN DECK 3200 mm ABOVE BL

25 A.P. F.P A.P. F.P. Niels Hjørnet Yacht Design Yacht Design Øko-Ø førge DN DO DO DN SECTION 3000 mm ABOVE BL SWBD. ME UP DO VOID VOID VOID STEERING GEAR ENGINE ROOM GENSET B & G BOW THRUSTER ENGINE ROOM ME GENSET FW DO VOID VOID VOID BOW THRUSTER STEERING GEAR SWBD. UP WT WT WT WT WT WT WT SECTION 2000 mm ABOVE BL

26 Øko-Ø færge ACCOMMODATION DECK 5700 mm ACCOMMODATION DECK 5700 mm ABOVE BL ABOVE BL MAIN DECK 3200 mm ABOVE BL MAIN DECK 3200 mm ABOVE BL DWL 1400 mm ABOVE BL DWL 1400 mm ABOVE BL BL BL FRONT VIEW MIDSHIP SECTION

27 Øko-Ø færge DWL 1400 mm A.P. F.P. PROFILE

28 Lower draft (1.4 m) saves 3,2 nautical miles a day and 5 min on each trip

29 Ny dansk færge Forslag til ny færge i Danmark Kapasitet: 98 passagerer og 12 biler Fremdrivning: 2 x 150 kw Batterier (Li-Ion): 1000 kwh, 74 enkelt ture/dag Design: Coriolis AB Niels Hjørnet Yacht Design Danish Yachts

30 Energieffektiva färjor Speed and power [kts] [kw] Speed and power [kw W] Time [sec.]

31 Sammenligning: Ny dansk færge Displacement: Kulfiber: Stål: Max. Power: Kulfiber: Stål: 100 t 214 t 204 kw 367 kw Total forbrug på en overfart: Kulfiber: kwh Stål: kwh

32 Læs mere om Øko-Ø færgen www. Eco-island.dk Økonomisk støtte: Den Danske Maritime Fond SP Technical Research Institute of Sweden Västra Götalandregionen

Relaterede dokumenter

The light road toward sustainable shipping

E-LASS Kick-off work shop Borås, 8-9 October 2013 The light road toward sustainable shipping The ECO-Island Ferry Project Niels Hjørnet Yacht Design Yacht Design & Composite Engineering Mats Hjortberg,