Seksjonen forskning består av saker som er skrevet av ansatte i Forskningsrådet, Sintef, NTNU og UiO.
Modellbåt i fart.
Kraften på en vinge kan deles opp i to krefter: Løft og drag. Løftet står vinkelrett på innstrømningen, mens draget virker i samme retning som innstrømningen. Hvis foilen beveger seg vertikalt i forhold til vannet, som den jo gjør når bølgene beveger både båten (og dermed foilen) og vannet i seg selv opp og ned, vil resultantkraften på foilen gi framdrift, som figuren viser. Illustrasjon: Eirik Bøckmann
Doktorgradsstipendiat: Eirik Bøckmann i modellbåten i tanken ved Marintek. Foto: Fridtjof C. Eitzen

BØLGEENERGI

Dette har folk prøvd å få til i 150 år

Noen ser på bølger som bortkastet energi. Ved Institutt for Marin Teknikk på NTNU i Trondheim er de kommet langt i arbeidet med å utnytte denne energien til å drive skip.

– Vi regner med at fartøyer kan spare rundt 20 prosent av drivstoffet, sier professor Sverre Steen ved NTNU.

Tidligere forsøk har ofte gått ut på å finne frem til rene bølgedrevne skip. Men på NTNU prøver de i første omgang å redusere drivstofforbruket.

En besparelse på 20 prosent er et røft overslag, og avhenger av farvannet skipet seiler i. Noen bølger gir bedre resultater enn andre.

– Men det er ikke to og ikke 100 prosent, sier Steen, som har jobbet med emnet siden 2008.

Les også: Her er bølgekraftverket som virker som en radio

Inspirert av halefinner

Så hvordan virker det?

Kort fortalt monteres finner, såkalte wave foils, på fartøy. Bølgene vil få båten til å bevege seg, og siden finnen sitter fast i båten, vil den slå opp og ned omtrent som en hvals halefinne. Det gir framdrift.

Noe av inspirasjonen kommer nettopp fra delfiner og hvaler. Hvalfangere kan ha vært de første som så mulighetene til å drive båter med bølgekraft. De så nemlig at døde hvaler ble drevet fremover av halene når de fløt i dønningene.

Det er skrevet flere mastergradsoppgaver på feltet. Nå har Steen doktorgradsstipendiat Eirik Bøckmann med på laget. Bøckmann vant nylig delfinalen i Forsker Grand Prix i Trondheim.

– Jeg forsøker å finne frem til et kontrollsystem som skal rotere vingen slik at den gir best mulig fremdrift til enhver tid, sier Bøckmann. Forsøkene er utført i den 260 meter lange slepetanken og et 40 meter langt basseng ved Marintek.

Les også: Skal bygge verdens største batteri

Passer til forsyningsskip

Bøckmann skal også teste en fjærbelastet foil. Foreløpige resultater tyder på at den gamle ideen med en fjærbelastet foil er vel så god som en aktivt kontrollert foil. Og ikke minst enklere.

– Jeg har brukt en 5,6 meter lang modell av et 90 meter langt forsyningsskip, forteller Bøckmann. Skip av denne lengden er velegnet for bølgefremdrift, da de beveger seg mye i havbølger.

Men ved NTNU er de kommet mye lengre enn teori og modeller.

Eirik Bøckmann er universitetsstipendiat ved NTNU. Men NTNU har også skaffet seg en innflytelsesrik og aktiv partner i Rolls-Royce Marine i Ulsteinvik, som arbeider hardt med å utvikle et salgbart produkt. Det er forhåpentligvis klart innen to–tre år og skal kunne brukes på handelsskip.

Tidligere fikk ofte forskningsresultatene mye oppmerksomhet over en kortere periode, før de ble ignorert og glemt. Det kan ha en sammenheng med en like varierende interesse for energisparing som igjen hang sammen med prisene på drivstoff.

Utfordringen med skip som utnytter bølgeenergi er at de er dyrere å bygge. Energisparingen må derfor bli stor nok til å gjøre denne ekstrainvesteringen lønnsom.

Utfordringen med skip som utnytter bølgeenergi er at de er dyrere å bygge. Energisparingen må derfor bli stor nok til å gjøre denne ekstrainvesteringen lønnsom.Kraften på en vinge kan deles opp i to krefter: Løft og drag. Løftet står vinkelrett på innstrømningen, mens draget virker i samme retning som innstrømningen. Hvis foilen beveger seg vertikalt i forhold til vannet, som den jo gjør når bølgene beveger både båten (og dermed foilen) og vannet i seg selv opp og ned, vil resultantkraften på foilen gi framdrift, som figuren viser. Illustrasjon: Eirik Bøckmann

Les også: Lager strøm av vind uten en eneste bevegelig del

 

Tidligere forsøk

Mange har altså forsøkt seg på noe lignende, med varierende hell. Den første var kanskje Daniel Vrooman fra Ohio, som tok ut patent på en bølgedrevet båt så tidlig som i 1858. Men han var nok flinkere til å tenke enn til å bygge, og det er ukjent om noe noen gang ble laget etter hans tegninger.

Bygge gjorde derimot nordmannen Einar Jakobsen, en elektroingeniør fra Sørumsand. I 1978 begynte han arbeidet med en såkalt foilpropell, som skulle erstatte eller supplere en vanlig skruepropell. Arbeidet begynte under oljekrisen, noe som var bra for finansieringen. Men så falt oljeprisene, og dermed interessen rundt prosjektet.

Men Jakobsens oppfinnelser ble ikke alltid tatt like alvorlig heller. En pakke han sendte til en professor ved NTNU i 1998 ble ikke åpnet før i 2010. Av Steen og Bøckmann.

I pakken var det papirer og en video som fortalte om Jakobsens arbeid. Bøckmann har brevvekslet med Jakobsen ved flere anledninger. Jakobsen er i dag 90 år.

I dag er det flere som forsker på dette området, og Japan er antakelig kommet lengst i kommersiell bruk. Bøckmann har oppsummert mye pionérarbeid på nettsiden www.wavepropulsion.com. Den siden er verdt en kikk.

Denne saken er laget i samarbeid med Gemini.no – et nettsted for forskningsnytt fra NTNU og Sintef.

Les også:

Den «leser» bølger og har en toppfart på over 40 knop

Tester tankskip på luftpute

Om 10 år kan vi se skip uten mannskap