Para ilmuwan memetakan angin laut yang kompleks untuk memaksimalkan penghematan bahan bakar dari layar kapal
Pelayaran global sedang menghadapi krisis bahan bakar yang sangat besar. Kapal kargo besar, kapal curah, dan kapal tanker menghasilkan sekitar 90 persen emisi karbon sektor maritim. Alternatif tanpa emisi seperti hidrogen, amonia, atau elektrifikasi murni masih memerlukan waktu beberapa tahun lagi untuk dikembangkan. Karena peraturan iklim yang semakin ketat, pemilik kapal beralih ke metode penggerak tertua di dunia: angin. Armada komersial saat ini menggunakan struktur aerodinamis berteknologi tinggi yang dikenal sebagai Sistem Propulsi Berbantuan Angin (WAPS). Ini termasuk layar rotor berputar yang memanfaatkan efek Magnus, layar sayap vertikal, dan layar hisap canggih yang menggunakan kipas internal untuk menarik udara melintasi permukaannya. Kurva adopsinya curam. Pada tahun 2020, hanya sembilan kapal besar yang menggunakan layar modern ini. Saat ini, jumlah tersebut telah melonjak menjadi 64, dan puluhan lainnya sedang dipasang. Namun, permasalahan besar telah muncul. Secara teori, layar ini akan memangkas tagihan bahan bakar. Dalam praktiknya, hasil yang diperoleh di dunia nyata sangat tidak konsisten, dengan penghematan bahan bakar yang sangat berfluktuasi antara 2 persen dan 25 persen. Untuk mengungkap alasannya, para peneliti di lembaga penelitian Eropa SINTEF meluncurkan proyek reSail. Temuan mereka menunjukkan bahwa industri pelayaran bergantung pada model angin yang terlalu disederhanakan dan gagal menangkap kondisi laut di dunia nyata. “Kami telah melihat kondisi angin secara lebih realistis, dan kondisi tersebut sangat menyimpang dari teori angin,” kata Yannick Jooss, peneliti SINTEF. “Jika Anda hanya menggunakan profil angin standar seperti yang sering dilakukan saat ini, pengukuran Anda akan menjadi tidak akurat. Asumsi dan simulasi yang disederhanakan tidaklah cukup baik, karena tidak memperhitungkan kompleksitas dan variasi angin,” kata Jooss. Mengoptimalkan layar kapal modern Menurut pimpinan proyek Jooss, mengandalkan simulasi yang terlalu disederhanakan ini akan menghasilkan data yang tidak akurat. Sebaliknya, memaksimalkan pengurangan emisi memerlukan pengetahuan nyata dan akurat mengenai perilaku angin dan penempatan layar, serta penyesuaian otomatis untuk mengoptimalkan pengoperasian kapal secara keseluruhan. Komplikasi utama adalah struktural. Ketika layar kaku setinggi 22 meter dipasang pada lambung logam besar, kapal itu sendiri mengubah lingkungan. Kapal membengkokkan, menghalangi, dan mengalirkan angin menjadi arus mikro yang kompleks sebelum udara menyentuh layar. Untuk memetakan kekacauan yang tak terlihat ini, tim reSail melengkapi Bow Olympus — sebuah kapal tanker kimia yang dioperasikan oleh Odfjell — dengan sistem LiDAR (Deteksi dan Jangkauan Cahaya) frekuensi tinggi. Dengan teknik ini, tim berhasil melacak kecepatan dan sudut angin yang sangat akurat dibandingkan dengan kapal yang bergerak. Untuk melakukan hal ini, para peneliti menembakkan sinar laser ke atmosfer dan menggunakan efek Doppler untuk melacak cahaya yang memantulkan partikel debu di udara. Penghematan bahan bakar pada kapal besar Data yang dikumpulkan dari Bow Olympus mengalihkan penelitian ke fase optimalisasi laboratorium yang berfokus pada tiga bidang utama. Tim ini bertujuan untuk mengoptimalkan operasi kapal secara holistik dengan menggunakan terowongan angin di NTNU untuk mengidentifikasi sweet spot aerodinamis untuk penempatan layar, mengembangkan sistem prediktif untuk menyesuaikan layar secara otomatis sebelum hembusan angin menerpa, dan mengintegrasikan prakiraan angin real-time ke dalam komputer navigasi. “Tujuan kami adalah menjadikan penggunaan layar modern di kapal menjadi lebih menarik, dan dengan demikian berkontribusi pada pengurangan emisi yang diperlukan dari sektor maritim,” tambah Jooss. Peraturan seperti FuelEU Maritime mewajibkan pengurangan emisi pelayaran sebesar 80% pada tahun 2050. Jika proyek reSail berhasil menutup kesenjangan antara teori dan kenyataan, hal ini dapat mendorong penghematan bahan bakar hingga melampaui angka 25 persen.
Diterbitkan : 2026-06-02 15:43:00
sumber : interestingengineering.com
