t ur n t h e r ot or, Fl ett n ers c a n still g e n er at e a si g ni fi c a nt a m o u nt of t hr ust d es pit e a r e d u c e d s ail ar e a. Th e li Th a n d dr a g it g e n er at es is r el at e d t o


Fi g ur e 1. V e s s el e q ui p p e d wit h t hr e e Fl ett n er r ot or s, s h o wi n g k e y i nt er a cti o n eff e ct s


c o m m er ci al s aili n g s hi p. F or t h e s hi p o w n er o r o p e r at o r, t hi s


i nt r o d u c e s y et m or e u n c e rt ai nt y


l a c k of e x p e ri e n c e i n a


pr of o u n dl y ris k- a v ers e s e ct or. M or e o v er, f or t h e r e g ul at or w h o wis h es t o pr o m ot e t h e u pt a k e of s ust ai n a bl e t e c h n ol o gi es, t hi s k n o wl e d g e g a p c o ul d r e s ult i n mis dir e ct e d p oli ci es w hi c h b ot h f ail t o a d v a n c e t h e e n er g y tr a nsiti o n a n d f urt h er b ur d e ns o w n ers.


Wi n d - a s si st ef ffi ci e n c y fi e u n d erl yi n g pri n ci pl e is s u p er fi ci all y st r ai g htf o r w a r d: t o m a xi mi s e t h e


Fi g ur e 2. S aili n g p erf or m a n c e m etri c T hr u st B e n e fit ( T B) o n a p ol ar di a gr a m. T h e s hi p i s s aili n g dir e ctl y i nt o t h e wi n d at T W A = 0 ° (r e s ulti n g i n n e g ati v e T B d u e t o t h e a d d e d air dr a g of t h e Fl ett n er r ot or s), a n d wit h t h e wi n d a st er n f or T W A = 1 8 0 °


wi n d- assist c o ntri b uti o n t o t h e v ess el’s pr o p ulsi v e r e q uir e m e nt. H o w e v er, o pti m al o p er ati o n r e q uir es c ar ef ul c o nsi d er ati o n of k n o c k- o n e ff e cts i ntr o d u c e d b y W A S P s yst e ms, w h er e n e w (tr a ns v ers e) l o a di n g i ntr o d u c e d b y t h e s ail pl a n will i m p a ct n e arl y e v er y as p e ct of t h e s hi p p erf or m a n c e. Th e Fl ett n er r ot or – t h e o bj e ct of t his


f o c us – is o n e of s e v er al hi g h-li Th d e vi c es b ei n g d e v el o p e d as a u xili ar y, wi n d- assist e d pr o p ulsi o n s yst e ms f or c o m m er ci al s hi ps. It cr e at es a n a er o d y n a mi c dri vi n g f or c e usi n g t h e M a g n us e ff e ct: s o, i n e x c h a n g e f or li mit e d a bs or b e d e n gi n e p o w er t o


t h e r ot or’s r ot ati o n r at e a n d t h e tr u e wi n d s p e e d ( T W S). A n o pti m al s etti n g c a n b e f o u n d f or u p wi n d a n d d o w n wi n d c o urs es, c o nsi d eri n g als o r ot or-r ot or i nt er a cti o n e ff e cts a n d a n y v ess el e ffi ci e n c y l oss. As m ost wi n d- assist e d s hi ps ar e eff e cti v el y h y bri ds, t h e o v er all p erf or m a n c e d e p e n ds o n t h e wi n d c o ntri b uti o n i n c o m bi n ati o n wit h t h e effi ci e n c y of t h e dri v e t r ai n. Si mil arl y t o ot h er t y p es of h y bri d, a n o ff- d esi g n o p er ati n g p oi nt will g e n er all y b e d etri m e nt al f or s p e ci fi c f u el c o ns u m pti o n of t h e m ai n di es el e n gi n e a n d pr o p ell er e ffi ci e n c y. F urt h er m or e, t h e d e m a n d fr o m t h e Fl ett n er r ot ors h as t o b e t a k e n i nt o a c c o u nt as a n a d d e d l o a d o n t h e s hi p’s el e ctri c gri d. T o a c hi e v e t h e m a xi m u m b e n e fit fr o m


s ail t hr ust, t h e c a pt ai n of a wi n d- assist e d h y b ri d s h o ul d o p e r at e t h e v e s s el di ff er e ntl y. Th e c o urs e a n d e n gi n e s etti n g ( a n d c orr es p o n di n g s hi p s p e e d) m ust b e s et c o nsi d eri n g t h e a nti ci p at e d w e at h er c o n diti o ns al o n g t h e r o ut e, w h er e t h e v ess el s e e ks t o o ffs et s o m e p orti o n of its pr o p ulsi v e r e q uir e m e nt usi n g a v ail a bl e wi n d- assist p o w er: P W A S P. This wi n d- assist p o w er will d e vi at e fr o m a t h e or eti c al v al u e b as e d o n t h e e n er g y i n t h e wi n d str e a m a c c or di n g t o t h e e ffi ci e n c y of t h e W A S P i nt e gr ati o n wit h t h e v ess el. E c o n o mi c p e n alt y f or d el a y e d ( or


e arl y) arri v al m ust als o b e c o nsi d er e d. This pr es e nt ati o n is n e c ess aril y bri ef, b ut t h e o pti mis ati o n d es cri b e d t o u c h es o n a er o d y n a mi cs, h y dr o m e c h a ni cs, e n gi n e m o d elli n g, w e at h er r o uti n g, a n d e c o n o mi cs.


W A S P c a s e st u d y A n i nt er esti n g W A S P r et r o fit d esi g n of a 2 0, 0 0 0 d wt t a n k e r ( a r e pr e s e nt ati v e t o n n a g e f o r r e gi o n al o p e r ati o n) h a s b e e n d e v el o p e d: t a ki n g


i nt o a c c o u nt


t h e s ail- c a r r yi n g c a p a cit y al o n g wit h str u ct ur al a n d o p er ati o n al c o nsi d er ati o ns, t h e s ol uti o n c o n si st e d of t h r e e 3 0 m Fl ett n er r ot ors arr a n g e d i n-li n e al o n g t h e st ar b o ar d d e c k e d g e. This all o ws t h e str u ct ur al f o u n d ati o n


of t h e Fl ett n er r ot ors t o b e ti e d i nt o t h e v ess el’s f r a m e. F urt h er, c ar g o h a n dli n g c h all e n g es fr o m t h e si z e a bl e t o w ers w er e


Gr e e n S hi p pi n g J a n u ar y 2 0 2 1 1 9


F e at ur e 4


Page 1  |  Page 2  |  Page 3  |  Page 4  |  Page 5  |  Page 6  |  Page 7  |  Page 8  |  Page 9  |  Page 10  |  Page 11  |  Page 12  |  Page 13  |  Page 14  |  Page 15  |  Page 16  |  Page 17  |  Page 18  |  Page 19  |  Page 20  |  Page 21  |  Page 22  |  Page 23  |  Page 24  |  Page 25  |  Page 26  |  Page 27  |  Page 28  |  Page 29  |  Page 30  |  Page 31  |  Page 32