Artan yakıt maliyetleri ve denizcilik şirketlerinin 2050 yılına kadar karbon nötr hale gelmesini gerektiren artan hükümet zorunlulukları arasında, kargo gemilerinin verimliliğini artırırken emisyonlarını azaltmaya yönelik güçlü bir baskı var. Bunu yapmanın bir yolu da tarih kitaplarından bir sayfa alıp rüzgârdan yararlanmak için yelkenleri yeniden kullanmak.
Görünüşte bu mantıklı. Yelkenler binlerce yıldır dünyanın her yerinde gemileri hareket ettirmektedir ve II. Dünya Savaşı sonrasına kadar ticari taşımacılıkta kullanılmaya devam etmiştir. Ancak yelkenlerle ilgili iki sorun, onları en yerel nişler dışında tüm kargo pazarının dışına itmiştir.
Birincisi, geleneksel yelkenliler büyük mürettebat gerektirmektedir. Cutty Sark adlı 921 tonluk çay gemisi büyüklüğündeki bir geminin yelkenleri ve onları kontrol eden karmaşık çarşaf ve halatlarla başa çıkmak için yaklaşık 30 kişilik bir mürettebata ihtiyacı vardı. Bunu, sadece 13 zabit ve denizciye ihtiyaç duyan 196.000 tonluk modern bir konteyner gemisiyle karşılaştırın — ve bunların çoğu halatları çekmek yerine düğmelere basıyor.
İkinci sorun ise yelkenlerin tamamen rüzgara bağımlı olması. Rüzgar yeterince sert ve doğru yönde esiyorsa, harika. Eğer çok az ya da çok sert esiyorsa ya da yanlış yönden esiyorsa, bu o kadar da iyi değildir. Eğer hiç esmiyorsa, hiçbir yere gidemezsiniz.
Sonuç olarak, buhar ve dizel gücü daha düşük işçilik maliyetleri ve talep üzerine enerji ile pratik hale geldiğinde, yelkenler kısa sürede eğlence ve kaşiflere kaydırıldı.
Bugün yelken kullanma fikri 1970'lerdeki enerji krizi sırasında yaşanan rönesansa benzer bir rönesans geçiriyor ve nakliye şirketleri yakıt maliyetlerini düşürmek için eski teknolojinin güncellenmiş versiyonlarına bakıyor. Ancak, ahşap direklerden oluşan bir ormana gerilmiş dönümlerce branda yerine, yeni sistemler uçurtmalar, kompozitlerden yapılmış ya da şişirilebilir rüzgar pervaneleri kullanırken, bazıları geminin gövdesini bile yelken olarak kullanıyor.
Miami Üniversitesi Mühendislik Fakültesi'nde havacılık ve uzay mühendisliği profesörü ve Aerodinamik ve Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği Laboratuarı direktörü olan GeCheng Zha, 1920'lerde geliştirilen Flettner rotorlarının bir varyantı olan bir yaklaşım kullanıyor, ancak temel bir değişiklikle.
Flettner rotorları, üzerlerinden geçen havaya dik açılarla aerodinamik itme kuvveti üreten büyük döner silindirlerdir. Zha tarafından geliştirilen CoFlow Jet silindirleri dönmez. Üzerlerinden ve içlerinden esen rüzgardan havanın bir kısmını çekerler ve daha sonra bunu silindirin başka bir kısmında harcarlar. Girişten az miktarda hava çekerek, bir pervane kullanarak basınçlandırarak ve çıkıştan fışkırtarak, bu bir basınç dengesizliği ve silindirlerin tüm uzunluğu boyunca uzanan önemli miktarda itme kuvveti üretir.
Zha'ya göre bu, sistemin çok yüksek kaldırma katsayısı ve sürtünmeyi azaltması nedeniyle gemiyi hareket ettirmek için gereken itme gücünün %100'ünü sağlayabilen çok etkili bir rüzgar tahrik sistemi oluşturuyor. Flettner sisteminin aksine, dönen parçalar yoktur ve büyük kargo gemilerinde %50'ye, küçük gemilerde ise %90'a varan yakıt tasarrufu sağlayabilir.
Bu sansasyonel görünebilir, ancak herhangi bir yelkenli geminin yelkenleri ayarlayarak ve motorları tamamen kapatarak %100'lük bir azalma elde edebileceğini unutmayın. Elbette tüm bunlar rüzgarın gücüne ve yönüne bağlıdır. Bununla birlikte, sistemin bir diğer avantajı da mevcut gemilere uyarlanabilmesi ve silindirlerin limana girip çıkmak için geri çekilebilmesidir.
"Eski olan yeniden yeni," diyor Zha. "Günümüzün teknolojik ilerlemeleriyle birlikte, rüzgar destekli tahrik dizel motorlara verimli bir alternatif. En büyük avantajı ise çevre dostu olması — küresel sera gazı emisyonlarının yaklaşık %3'ünden sorumlu olan denizcilik sektörünü karbondan arındırmanın etkili bir yolu. Denizcilik sektörü, dizel motorlar çok güçlü olduğu için değişime direnme eğilimindeydi ancak şimdi, baskı arttıkça, isteyerek ya da istemeyerek değişmek zorunda kalacak."
Kaynak: University of Miami