Przegląd
The TU Delft Hydro Motion Team to pionierski holenderski zespół inżynierów, który przesuwa granice zrównoważonego transportu morskiego. Działający w słynnej Dream Hall TU Delft, 26-osobowy zespół studentów projektuje, buduje i ściga się pierwszą na świecie foliową łodzią napędzaną ciekłym wodorem, której celem jest rywalizacja w Monaco Energy Boat Challenge w lipcu 2026 roku.
Aby zapewnić bezpieczne i niezawodne działanie innowacyjnego układu napędowego, zespół zintegrował czujnik Cell Guard firmy Metis Engineering z architekturą monitorowania baterii. Czujnik zapewniał dane o wilgotności i temperaturze w czasie rzeczywistym, co miało kluczowe znaczenie dla zapewnienia integralności baterii w wymagającym środowisku morskim.
Wyzwanie: Bezpieczeństwo akumulatorów w wymagającym środowisku
Integralność akumulatora ma kluczowe znaczenie na każdym statku elektrycznym lub hybrydowym, gdzie trudne warunki morskie i innowacyjne systemy napędowe stwarzają wyjątkowe wyzwania w zakresie monitorowania. Dla zespołu Hydro Motion stało się to szczególnie widoczne po poprzednim incydencie, w którym infiltracja wody spowodowała znaczne uszkodzenie korozyjne obudowy akumulatora.
“Kiedy projektowałem akumulator, którego używaliśmy w naszej łodzi napędzanej ciekłym wodorem, jednym z wymogów była możliwość monitorowania poziomu wilgotności wewnątrz obudowy. Wymóg ten wynika częściowo z wcześniejszej sytuacji, w której woda dostała się do wnętrza obudowy akumulatora i spowodowała jego korozję”.” Martijn Koopman, inżynier układu napędowego, Hydro Motion Team
Zespół potrzebował rozwiązania monitorującego zdolnego do śledzenia poziomu wilgotności wewnątrz obudowy akumulatora w celu wykrycia potencjalnego wniknięcia wody, płynnej integracji z istniejącą architekturą magistrali CAN i dostarczania wiarygodnych danych w wymagającym środowisku morskim przy minimalnej złożoności instalacji.
Rozwiązanie: Metis Engineering Cell Guard
Po przeanalizowaniu dostępnych opcji, zespół Hydro Motion wybrał czujnik Cell Guard firmy Metis Engineering do monitorowania akumulatorów. Połączenie wieloparametrowych możliwości czujnika i prostej integracji sprawiło, że był to idealny wybór do tego zastosowania.
“Wasz produkt był idealnym kandydatem do tego celu, ponieważ był w stanie komunikować się za pośrednictwem magistrali CAN i był typu plug and play, bez konieczności dalszego projektowania”.” Martijn Koopman, inżynier układu napędowego, Hydro Motion Team
Interfejs magistrali CAN był szczególnie ważny, biorąc pod uwagę złożoną architekturę systemów zespołu, w której wiele urządzeń musi komunikować się niezawodnie, a wszelkie dodatkowe koszty rozwoju stanowią znaczny koszt w napiętym rocznym cyklu budowy. Proces instalacji okazał się równie prosty: ponieważ głównym celem zespołu było monitorowanie wilgotności i temperatury, a nie analiza drgań, inżynier układu napędowego Martijn Koopman zamontował czujnik bezpośrednio na panelu za pomocą rzepów, omijając potrzebę niestandardowych mocowań.
Wdrożenie i wyniki
Czujnik Cell Guard został zintegrowany bezpośrednio z platformą wizualizacji danych zespołu Hydro Motion, umożliwiając monitorowanie w czasie rzeczywistym za pośrednictwem niestandardowego interfejsu internetowego. Dało to zespołowi inżynierów natychmiastowy dostęp do krytycznych danych o stanie baterii zarówno podczas testów, jak i operacji na wodzie.
System monitorowania szybko ujawnił przydatne informacje na temat zachowania baterii podczas użytkowania.
“Ciekawie było obserwować wzrost temperatury i wilgotności, gdy używaliśmy baterii”.” Martijn Koopman, inżynier układu napędowego, Hydro Motion Team
Ta korelacja w czasie rzeczywistym między stanem operacyjnym a warunkami środowiskowymi w obudowie akumulatora pomaga zespołowi zrozumieć dynamikę termiczną systemu i zweryfikować integralność uszczelnienia obudowy. Ciągłe monitorowanie wilgotności zapewnia wczesne ostrzeganie o potencjalnym wnikaniu wody, chroniąc przed uszkodzeniami korozyjnymi, których wcześniej doświadczono.
Podczas gdy zespół początkowo wdrożył Cell Guard głównie w celu uzyskania danych o wilgotności i temperaturze, dodatkowe możliwości akcelerometru czujnika pozostają dostępne dla przyszłych faz rozwoju.
“W tamtym czasie nie miałem potrzeby korzystania z jego innych funkcji, choć w przyszłości okażą się one przydatne”.” Martijn Koopman, inżynier układu napędowego, Hydro Motion Team
Patrząc w przyszłość
Wdrożenie czujnika Cell Guard przez zespół Hydro Motion Team ilustruje, w jaki sposób specjalnie opracowana technologia monitorowania przemysłowego może zostać zintegrowana z najnowocześniejszymi aplikacjami badawczymi, wspierając ambitne programy inżynieryjne bez zwiększania obciążenia związanego z rozwojem. Gdy zespół przygotowuje się do wyścigu w Monako w lipcu 2026 r., Cell Guard nadal zapewnia widoczność stanu baterii niezbędną do bezpiecznego i niezawodnego działania układu napędowego, który nigdy wcześniej nie był wdrażany na taką skalę.
Szersze ambicje wykraczają poza sam wyścig. Zespół jest zaangażowany w zmuszanie firm i rządów do aktualizacji infrastruktury i przepisów w celu dostosowania statków napędzanych wodorem, postrzegając swoje demonstracje techniczne jako katalizator zmian systemowych w całym sektorze morskim.
O zespole Hydro Motion
Początki zespołu Hydro Motion sięgają 2005 r., kiedy to studenci TU Delft po raz pierwszy zaczęli rywalizować w łodziach napędzanych energią słoneczną pod nazwą TU Delft Solar Boat Team. Po latach innowacji w technologii solarnej zespół zdobył swój pierwszy tytuł mistrza świata podczas Monaco Energy Boat Challenge w 2019 r., ustanawiając TU Delft wiodącą siłą w zrównoważonej inżynierii morskiej.
W 2020 r., gdy technologia solarna została już sprawdzona, a branża zaczęła ją przyjmować, zespół postawił przed sobą bardziej ambitne wyzwanie: wodór. W tym samym roku narodził się projekt Hydro Motion i powstała pierwsza na świecie łódź napędzana wodorem. Opierając się na tym przełomie, zespół wygrał klasę Open Sea w Monaco Energy Boat Challenge w 2023 roku, a w 2024 roku przeszedł do historii jako pierwszy statek napędzany wodorem, który przepłynął Morze Północne.
W 2025 r. zespół podjął najbardziej ambitny jak dotąd krok, przechodząc ze sprężonego wodoru gazowego na wodór ciekły. Przejście oferowało znaczną przewagę: ciekły wodór przenosi trzy razy więcej paliwa przy tej samej objętości, znacznie zwiększając zasięg i potencjał wytrzymałości statku.
Teraz, w 2026 roku, pod szyldem Monaco Energy Boat Challenge's SeaLab Class, zespół zamierza wygrać międzynarodowe wydarzenie, jednocześnie demonstrując, że ciekły wodór jest opłacalnym, skalowalnym paliwem dla przemysłu morskiego.
“Chodzi o coś więcej niż tylko tytuł; chodzi o pokazanie, co jest możliwe i ustanowienie nowego standardu dla energii morskiej”.” TU Delft Hydro Motion Team
Zespół składa się z 26 studentów z wielu dyscyplin, w tym technologii morskiej, wzornictwa przemysłowego, inżynierii lotniczej i kosmicznej, matematyki stosowanej, fizyki oraz nauk i technologii molekularnych. Nawet studenci ze środowisk nietechnicznych wnoszą znaczący wkład: na przykład student administracji publicznej Damiaan Bertrams zarządza relacjami z partnerami, sponsoringiem i budżetem, opisując działanie zespołu jako efektywne prowadzenie małej firmy.
Kierownik zespołu Pépé Becx, lat 22, niedawno ukończyła studia licencjackie w zakresie inżynierii systemów, analizy polityki i zarządzania na TU Delft. Dorastała uprawiając żeglarstwo, a do Hydro Motion trafiła z pasji do transformacji energetycznej.
“Dorastałem żeglując, a podczas studiów zainteresowałem się transformacją energetyczną. Dowiedzieliśmy się o produkcji wodoru i te procesy mnie zainteresowały”.” Pépé Becx, kierownik zespołu, TU Delft Hydro Motion Team
Zespół pracuje w Dream Hall TU Delft, obiekcie współdzielonym z sześcioma innymi studenckimi zespołami marzeń pracującymi nad projektami, od egzoszkieletów dla sparaliżowanych pacjentów po zaawansowaną robotykę. Przy ograniczonych funduszach i rocznym cyklu rozwoju, każdy zespół działa w warunkach, które zmuszają studentów do osiągania wyjątkowych wyników.
Statek
Łódź z 2026 roku to 7,5-metrowy i 2,5-metrowy pływak zaprojektowany specjalnie z myślą o wyzwaniach Monaco Energy Boat Challenge, z naciskiem na wytrzymałość, szybkość i zwrotność. Jej cechą charakterystyczną jest zestaw długich rozpórek wodolotu pod kadłubem, struktura przypominająca skrzydło, która przy prędkości generuje wystarczającą siłę nośną, aby podnieść łódź z powierzchni wody, znacznie zmniejszając opór i umożliwiając prędkość przelotową około 40 km / h.
Napędzany ciekłym wodorem statek wykorzystuje wysoką gęstość energii tego paliwa do podróży na duże odległości. Ciekły wodór musi być przechowywany w temperaturach kriogenicznych, co stanowi poważne wyzwanie inżynieryjne w skali łodzi wyścigowej. Gdy ciecz się nagrzewa, ciśnienie wewnątrz zbiornika rośnie, a wodór musi zostać uwolniony w postaci gazu, co jest zjawiskiem znanym jako boil-off. W sezonie 2026 głównym celem technicznym zespołu jest wychwytywanie tego wygotowanego gazu zamiast jego odprowadzania, przy użyciu drugiego, mniejszego ogniwa paliwowego, aby przekształcić go w użyteczne ciepło i energię elektryczną. Takie podejście maksymalizuje oszczędność paliwa i eliminuje jedną z głównych barier w stosowaniu ciekłego wodoru w zastosowaniach morskich na małą skalę.
“Jesteśmy pierwszą łodzią na taką skalę, która wykorzystuje ciekły wodór, więc jest to dla nas nowe wyzwanie”.” Pépé Becx, kierownik zespołu, TU Delft Hydro Motion Team
Kadłub łodzi na rok 2026 został ukończony na początku 2026 roku, po czym nastąpiła pełna faza montażu. Testy wodne zaplanowano na maj 2026 r., przed lipcowymi zawodami w Monako. Oczekuje się, że foliowanie, w którym łódź całkowicie podnosi się z wody, nastąpi wkrótce po pierwszym wypłynięciu.
Monaco Energy Boat Challenge
Organizowany przez Yacht Club de Monaco i wspierany przez Fundację Księcia Monako Alberta II, UBS, BMW i SBM Offshore, Monaco Energy Boat Challenge to coroczny międzynarodowy konkurs mający na celu stymulowanie rozwoju zrównoważonych technologii napędowych i minimalizowanie wpływu przemysłu morskiego na środowisko. 13. edycja w 2026 r. odbędzie się w dniach 8-11 lipca, a zespoły z 29 uniwersytetów będą rywalizować na łodziach, które same zaprojektowały i zbudowały.
Zespół Hydro Motion rywalizuje w klasie SeaLab, najbardziej eksperymentalnej kategorii zawodów, która skupia sześć zespołów pracujących nad nowymi architekturami energetycznymi o ograniczonym precedensie komercyjnym. Prototypy w tej klasie funkcjonują jako pływające laboratoria, testując nowe technologie w rzeczywistych warunkach pracy, a ich głównym celem jest pogłębienie zbiorowego zrozumienia przyszłych morskich systemów energetycznych, a nie czysta wydajność wyścigowa.
O zespole Hydro Motion
TU Delft Hydro Motion Team (www.hydromotionteam.nl) to studencki zespół inżynierów zajmujący się rozwojem zrównoważonej technologii morskiej poprzez rozwój statków napędzanych wodorem. Założony w 2005 roku jako TU Delft Solar Boat Team, zespół od dwóch dekad projektuje, buduje i ściga się innowacyjnymi jednostkami pływającymi, zostając mistrzami świata w Monaco Energy Boat Challenge w 2023 roku i kończąc pierwszą przeprawę przez Morze Północne napędzaną wodorem w 2024 roku. Ich start w 2026 r. to pierwsza na świecie pływająca łódź wyścigowa napędzana ciekłym wodorem.
Informacje o czujniku Cell Guard firmy Metis Engineering
Czujnik Cell Guard zapewnia kompleksowe monitorowanie baterii dzięki wieloparametrowemu wykrywaniu, w tym temperatury, wilgotności i przyspieszenia. Dzięki łączności z magistralą CAN i prostej integracji typu plug-and-play, zapewnia monitorowanie klasy przemysłowej w kompaktowej, wszechstronnej obudowie, odpowiedniej do wymagających zastosowań, od środowisk morskich po sporty motorowe i przemysłowe systemy akumulatorowe.
