اختصاصی شبکه علمی ثریا- طراحی بادبان‌ها و قایق‌های جدید برای کمک به مالکان کشتی در کاهش هزینه‌های سوخت و انتشار گازهای گلخانه‌ای تنظیم شده است. طراح این بادبان‌ها گفت : زمانی که کار را شروع کردیم، به عنوان مهندسان دیوانه ای دیده می شدیم که می خواستیم بادبان‌ها را به کشتی ها برگردانیم. اما وقتی امروز با مالکان کشتی صحبت می کنیم، آنها به ما می گویند که از انجام این کار مطمئن هستند و از این راه برنمیگردند. درک دلیل آن آسان است. صنعت کشتیرانی حدود 3 درصد از انتشار گازهای گلخانه‌ای جهانی را به خود اختصاص می‌دهد و تلاش می‌کند از نفت کوره سنگین که بسیار آلاینده است دور شود. فناوری نیروی محرکه بادی به یک استاندارد تبدیل خواهد شد. این موضوع به عنوان یک رویا در ذهن طراحان  شروع شد. اکنون، آن را کمتر به عنوان یک رویا و بیشتر به عنوان یک واقعیت می‌توان دید. درحال حاضر نه تنها bound4blue مستقر در بارسلونا علاقه فزاینده ای را از سوی شرکت های کشتیرانی به سیستم پیشرانه با کمک باد به خود جلب کرده است، بلکه طراح این بادبان‌ها به دلیل تلاش های خود به رسمیت شخصی قابل توجهی دست یافته است. در سال 2019، او در فهرست 30 فرد زیر 30 سال فوربس برای تولید و صنعت در اروپا قرار گرفت. سال بعد،  برنده جایزه زن مؤسسه اروپایی نوآوری و فناوری با به رسمیت شناختن کارآفرینان زن الهام بخش شد.

باد در بادبان‌ها

اکنون، bound4blue در حال هماهنگی یک پروژه بادبانی است که به مدت دو سال تا فوریه 2024 ادامه دارد. در این پروژه فضای زیادی برای رشد در حمل و نقل با کمک باد وجود دارد. طبق گفته انجمن بین‌المللی Windship، از سپتامبر ۲۰۲۲، تنها ۲۱ کشتی تجاری بزرگ در سطح جهان به توانایی مهار انرژی باد مجهز بودند. اگرچه پیش‌بینی می‌شود امسال بیش از دو برابر و به ۵۰ فروند کشتی برسد، اما در مقایسه با ناوگان جهانی همچنان یک قطره در اقیانوس است. به گفته این طراح، انرژی باد برای انواع کشتی‌ها، از جمله حامل‌های بار، تانکرها، کشتی‌ها معمولی و کشتی‌های تفریحی قابل دوام است. او گفت: "این یک بازار بزرگ است زیرا بیش از 60000 کشتی در سراسر جهان در حال تردد هستند که می توانند از چنین راه حل هایی بهره مند شوند.این کار بسیار نوپا است." با شروع سال جدید، انتظار می‌رود که اجرای مقررات جدید توسط سازمان بین‌المللی دریانوردی در مورد بهره‌وری انرژی و انتشار کربن نیز باعث رشد شود.

فن مکنده

کشتی Bound4blue چیزی را توسعه داده است که به آن بادبان مبتنی بر مکش مستقل می گویند که هیچ شباهتی به بادبان های سنتی ندارد. ظاهر آن برج استوانه‌ای شکل است که از عرشه کشتی بلند می‌شود. بادبان های سنتی با «گرفتن باد» کار می کنند. باد در مقایسه با طرف دیگر آن ناحیه ،فشار بیشتری در پشت بادبان ایجاد می کند. این اختلاف فشار نیرویی را ایجاد می کند که کشتی را به جلو می راند که به عنوان نیروی بالابر شناخته می شود. در مقابل، bound4blues eSAIL حاوی یک فن مکنده است تا هوا را به داخل برج بکشد، زیرا باد در اطراف آن جریان دارد و بالابر قوی‌تری برای تامین انرژی قایق ایجاد می‌کند. بین منجر به افزایش شش یا هفت برابری یک بادبان صلب معمولی می شود و اگر با طراحی بهتر کشتی و تنظیمات مسیرها برای استفاده از بادهای غالب ترکیب شود، می تواند مصرف سوخت را تا 40 درصد کاهش دهد.eSAIL برای انواع شرایط بادی که در اقیانوس اطلس شمالی و اقیانوس آرام شمالی یافت می شود بهترین گزینه است . اگرچه استفاده از آن به هیچ وجه منحصر به آن مسیرها نیست. بسته به شرایط کلی باد در مسیرهای مختلف، صرفه جویی در انتشار آلاینده ها متفاوت خواهد بود. به عنوان مثال، bound4blue تخمین می زند که یک کشتی تجاری که 25000 کیلومتر از جنوب برزیل به سمت شمال شرقی چین حرکت می کند، می تواند 26 درصد در مصرف سوخت و انتشار گازهای گلخانه ای صرفه جویی کند. در حالی که قبلاً نصب فناوری جدید روی کشتی‌ها مخاطره‌آمیز دیده می‌شد، گزینه‌های به کمک باد مانند bound4blue شروع به ایجاد منطق اقتصادی کرده‌اند و می‌توانند ظرف پنج سال هزینه خود را در صرفه‌جویی در سوخت بپردازند.نیروی محرکه بادی انرژی رایگان و تجدیدپذیری را ارائه می‌کند که برای تأمین آن نیازی به ذخیره یا سرمایه‌گذاری در زیرساخت‌ها ندارید.

طراحی کشتی

در میان وعده گزینه‌های مبتنی بر باد، یک چالش به وجود می‌آید که شامل اطمینان از اجرای صحیح آنها برای دستیابی به پتانسیل عملکرد کامل خود یا جلوگیری از اثرات منفی ضربه‌ای بر نحوه کار یک کشتی است. بنابراین پروژه دیگری، OPTIWISE، در حال بررسی چگونگی تنظیم طراحی کلی کشتی‌ها برای بهینه‌سازی نیروی محرکه با کمک باد است. هماهنگی بهتر کشتی ها با این فناوری می تواند به بهبود راندمان قایقرانی و صرفه جویی در انتشار کمک کند. اصلاحات طراحی همچنین می تواند به غلبه بر برخی از پیامدهای منفی احتمالی نصب بادبان روی کشتی ها کمک کند. به عنوان مثال، انجام این کار ممکن است مانعی برای عبور از زیر اشیایی مانند جرثقیل در بنادر ایجاد کند یا حتی کشتی‌ها را به گونه‌ای تحت تأثیر قرار دهد که برای ماندن در مسیر تلاش کنند. طی چند سال آینده، OPTIWISE قصد دارد از مدل‌های مقیاس کشتی‌هایی به طول چندین متر برای آزمایش سیستم‌های باد و تأثیرات پیشرفت‌های فناوری در شرایط مختلف دریا استفاده کند. این پروژه همچنین قصد دارد از شبیه سازی های سفر مبتنی بر کامپیوتر و یادگیری ماشین استفاده کند.تخمین زده شده این نوآوری‌ها می‌توانند بیش از 30 درصد در انتشار کربن صرفه‌جویی کنند، ممکن استاین مقدار حتی به 50 درصد هم برسد. اگر بتوان فناوری‌های باد را با موفقیت ادغام کرد، روش‌هایی مانند بادبان‌های مکش، بادبان‌های بال و بادبان‌های روتور چرخان استوانه‌ای که تولید می‌شوند می‌توانند کشش واقعی را به دست آورند. استفاده از چنین بادبان های روتوری باعث احیای فناوری مبتنی بر باد می شود که یک قرن پیش توسط آنتون فلتنر، مهندس آلمانی اختراع شد. در نتیجه محبوبیت فزاینده سوخت دیزل در آن زمان، این مورد به طور گسترده مورد پذیرش قرار نگرفت.