精准风测量助力优化风力辅助航运

客户：荷兰海事研究所（MARIN）
维萨拉解决方案：WindCube® Nacelle 测风激光雷达、WINDCAP® 超声风传感器 WMT700

风力辅助船舶推进（Wind-Assisted Ship Propulsion，WASP） 是一种利用风能减少燃料消耗的前景广阔的方法，也是未来清洁航运发展的关键技术之一。 荷兰海事研究院（MARIN）是这一领域的重要研究机构，始终走在行业发展的前沿。除了开展相关研究和全尺度监测外，MARIN 还为包括配备风力辅助推进系统的船舶在内的新建船舶提供实际运营性能测试服务。通过这些服务，MARIN 致力于推动船舶及其运营方式向更清洁、更安全、更智能的方向发展。

挑战：对船舶进行精准的海试

为 Zephyr & Borée 公司建造的风力辅助船“Canopée”号, 是可持续海运领域的一大进步： 它是全球首艘配备 Oceanwings®  翼帆的混合动力工业货船。“Canopée”号的设计目的是每年执行 11 次往返航程，将火箭部件从欧洲运往法属圭亚那，其翼帆可帮助将年均燃油消耗降低约 35%。

MARIN受托开展海试，内容包括评估WASP系统利用风能实现高效推进的能力，以及测量节能和燃油减排效果。准确、可靠的风力和气象传感技术在确保风力辅助推进发挥最大潜力方面发挥着关键作用。

在试验过程中，采集和分析不受船体结构及其他因素干扰的风数据，并结合船舶在不同风况下的运行表现进行跟踪评估，对于确定实现最佳推进效率所需的最优风向角和风速条件至关重要。

解决方案：可靠的风测量技术

MARIN 选用了 Vaisala WindCube Nacelle wind lidar 和 两台Vaisala WINDCAP® Ultrasonic Wind Sensor WMT700s 进行性能测试。WindCube Nacelle激光雷达可提供高精度风数据，并支持实时传输与分析，从而实现性能优化。该设备适合性能测试，能够测量不受船体结构或WASP系统影响的未受干扰风。

坚固可靠的WMT700可提供符合世界气象组织（WMO）、北欧气象组织（CIMO）和国际民航组织（ICAO）标准的近地表风向和风速测量数据。即使在恶劣的海况下，它也能从几乎难以察觉的微风到极强的阵风，提供高度精确的信息。

随着激光雷达和传感器在“Canopée”号上的安装，MARIN于2023年9月至12月进行了海试，确保了该技术的集成与成功应用。通过对风数据的详细分析和比较，MARIN根据测得的环境条件，提出了优化帆面使用的建议。
 

成果：针对性能与效率的精准系统优化
 

凭借高精度的风力数据，MARIN提出了提升“Oceanwings”性能的具体建议。这些改进不仅提升了船舶性能，还提高了燃油效率，降低了燃油成本，并减少了温室气体排放。

ARIN选择维萨拉技术，是因为其在海事应用中均能提供可靠且精准的环境测量解决方案，而WindCube Nacelle正是优化“Canopée”号风力辅助推进系统的理想之选。精准的风力测量还使航线规划更加优化，从而最大限度地提高了船舶的效率和可持续性。MARIN 在海试期间有效利用了风况数据，彰显了将研究与技术融入海事。

"WindCube Nacelle 激光雷达提供的准确、稳定且不受干扰的风数据，是优化 Canopée 风力辅助推进系统的关键。这些数据帮助我们更深入地了解船舶所处环境中的实时风况。" - Gijs Struijk,  MARIN  船载系统专家

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