Welke bedrijfscondities zijn nodig om de prestaties van een Energy Saving Device (ESD) betrouwbaar te beoordelen?
De prestaties van een Energy Saving Device (ESD) worden betrouwbaar beoordeeld door vast te stellen hoeveel schachtvermogen een schip met en zonder de voorziening nodig heeft bij een gelijkwaardige scheepsprestatie. Vaarsnelheid, diepgang, trim, waterdiepte, wind, golven en stroming beïnvloeden de vermogensvraag. Ook de conditie van romp en schroef en de instellingen van de voortstuwingsinstallatie spelen een rol. Wanneer deze omstandigheden tussen twee meetcampagnes verschillen, kan een schijnbare besparing ontstaan of een werkelijk ESD-voordeel juist verborgen blijven. Een betrouwbare beoordeling vraagt daarom om een geschikte referentie, nauwkeurige en gesynchroniseerde metingen en een methode waarmee relevante invloeden voldoende kunnen worden gecorrigeerd of begrensd. Het schroeftoerental en koppel hoeven daarbij niet gelijk te blijven: een ESD kan juist de schroefwerking veranderen. Doorslaggevend is de vermogensvermindering bij dezelfde scheepsprestatie, de betrouwbaarheid van dat verschil en de zekerheid waarmee de verbetering aan de voorziening kan worden toegeschreven.
Welke referentie is nodig om de ESD-prestatie te vergelijken?
De referentie bepaalt welke prestatieverbetering met de metingen kan worden aangetoond. Bij een bestaand schip vormt de snelheid-vermogensrelatie zonder de voorgestelde ESD een bruikbaar uitgangspunt, mits de technische toestand en meetomstandigheden voldoende bekend zijn. Na installatie wordt onderzocht hoe die relatie is veranderd. Voor een nieuwbouwproject kan een referentie zonder ESD worden ontwikkeld met hydrodynamische berekeningen en modelproeven. Dat levert een voorspelde uitgangssituatie op, maar geen rechtstreeks gemeten prestatie van het uiteindelijke schip zonder voorziening.
Bij een retrofit is vooral belangrijk welke onderdelen tussen beide meetcampagnes veranderen. Wanneer uitsluitend een Pre-Swirl Stator (PSS), Pre-Duct, Propeller Boss Cap Fin (PBCF) of Rudder Bulb wordt toegevoegd, kan een zorgvuldig uitgevoerde voor- en nameting de afzonderlijke bijdrage van de voorziening inzichtelijk maken. De romp- en schroefconditie moeten daarbij voldoende vergelijkbaar zijn gebleven. Worden tegelijkertijd de romp gereinigd, de schroef gepolijst of de voortstuwingsinstellingen aangepast, dan omvat het gemeten verschil mogelijk meerdere verbeteringen.
Dit onderscheid moet al bij het opstellen van het meetplan worden gemaakt. Een scheepseigenaar kan bijvoorbeeld willen weten hoeveel de totale vermogensvraag na een retrofit is gedaald. Dat is een andere onderzoeksvraag dan hoeveel van die vermindering uitsluitend aan de ESD kan worden toegeschreven. Voor de eerste vraag kan een gecorrigeerde vergelijking van de volledige toestand voor en na de werkzaamheden voldoende zijn. De tweede vraagt een referentie waarin de invloed van andere wijzigingen zo goed mogelijk is uitgesloten of afzonderlijk is beoordeeld.
Het meetplan legt daarom vast welke configuraties worden vergeleken, onder welke omstandigheden de metingen plaatsvinden en welke resultaten moeten worden gerapporteerd. Ook worden het snelheidsgebied, de beladingstoestand, de meetinstrumenten, de toegestane omgevingscondities en de methode voor correcties vooraf bepaald. Daarmee wordt voorkomen dat pas na afloop wordt besloten welke meetpunten bruikbaar zijn of welke omstandigheden als vergelijkbaar worden beschouwd.
Een referentie hoeft niet bij exact dezelfde weersomstandigheden te zijn gemeten. Verschillen kunnen onder geschikte voorwaarden worden gecorrigeerd. De gekozen methode moet daarvoor wel passen bij het schip, de grootte van de afwijkingen en het verwachte ESD-effect. Wanneer de technische uitgangstoestand onvoldoende bekend is of belangrijke invloeden niet betrouwbaar kunnen worden onderscheiden, kan een ogenschijnlijk nauwkeurige snelheid-vermogensvergelijking alsnog weinig bewijskracht hebben.
Bij een vergelijking op ware grootte moet bovendien duidelijk blijven wat daadwerkelijk is gemeten en wat uit berekeningen volgt. Een meting na installatie kan de prestatie van het schip met ESD vaststellen. Wanneer de referentie zonder ESD uitsluitend uit modelproeven of stromingsberekeningen afkomstig is, blijft de berekende uitgangsprestatie mede bepalend voor de zekerheid van de toegeschreven besparing.
Waarom zijn vaarsnelheid en voortstuwingsinstellingen bepalend?
Het benodigde voortstuwingsvermogen hangt sterk samen met de snelheid waarmee een schip door het water vaart. Naarmate de snelheid toeneemt, stijgt bij veel waterverplaatsende schepen de weerstand en moet de schroef meer stuwkracht leveren. Een relatief klein snelheidsverschil tussen twee metingen kan daardoor een vermogensverschil veroorzaken dat in dezelfde orde ligt als de verwachte ESD-besparing.
Daarom worden de prestaties bij een gemeenschappelijke snelheid vergeleken. Tijdens een snelheid-vermogensproef worden meerdere stabiele meetruns uitgevoerd om de relatie tussen snelheid en schachtvermogen vast te stellen. De resultaten van de configuraties met en zonder ESD kunnen vervolgens op overeenkomstige snelheden worden beoordeeld. Wanneer de meetpunten niet exact samenvallen, kan interpolatie binnen een voldoende onderzocht snelheidsgebied bruikbaar zijn. Resultaten die sterk afhankelijk zijn van extrapolatie buiten het gemeten gebied verdienen aanzienlijk meer terughoudendheid.
De snelheid over de grond is daarbij niet hetzelfde als de snelheid door het water. Een GNSS- of GPS-meting beschrijft de beweging van het schip ten opzichte van de aarde. Stroming kan ervoor zorgen dat een schip bij dezelfde voortstuwingsinstellingen een andere snelheid over de grond bereikt. Daarom worden snelheid-vermogensproeven vaak met opeenvolgende runs in tegengestelde richtingen uitgevoerd. Met een geschikte analysemethode kan uit de gemeten snelheden een voor stroming gecorrigeerde snelheid worden afgeleid.
Het eenvoudig middelen van een heen- en terugvaart is echter niet onder alle omstandigheden voldoende. De stroming kan tijdens de meetruns veranderen en hoeft niet overal in het proefvaartgebied gelijk te zijn. De gebruikte correctiemethode moet daarom aansluiten op het verloop van de stroming en de meetopzet.
Een directe snelheidsmeting door het water kan aanvullende informatie bieden, maar is niet automatisch nauwkeuriger. De kwaliteit van de gebruikte sensor en de invloed van de plaatselijke stroming rond de romp moeten eveneens worden beoordeeld. Welke snelheidsgegevens het meest geschikt zijn, hangt af van de meetopzet en de gekozen beoordelingsmethode.
Voor de ESD-vergelijking hoeven het schroeftoerental en koppel niet gelijk te blijven. Een voorziening kan de aanstroming van de schroef veranderen, waardoor een ander toerental nodig is om dezelfde scheepssnelheid te bereiken. Het schachtvermogen volgt uit het geleverde koppel en de hoeksnelheid van de as. Een lager toerental is daarom op zichzelf geen bewijs voor een lager benodigd vermogen. Het koppel kan immers tegelijkertijd veranderen.
Bij een Controllable Pitch Propeller (CPP) moet bovendien bekend zijn welke bladstand daadwerkelijk wordt gebruikt. Dezelfde snelheid kan afhankelijk van de installatie met verschillende combinaties van bladstand en toerental worden bereikt. Vooraf moet duidelijk zijn of de proef uitsluitend het effect van de toegevoegde ESD onderzoekt of ook een gewijzigde regelstrategie omvat. Een geoptimaliseerde CPP-instelling kan onderdeel zijn van een zinvolle retrofit, maar de bijdrage daarvan mag niet ongemerkt aan de ESD worden toegeschreven.
De aangegeven bladstand verdient daarbij dezelfde aandacht als andere meetgegevens. Wanneer de geregistreerde instelling afwijkt van de werkelijke bladstand, kunnen twee bedrijfsstanden ten onrechte als vergelijkbaar worden beschouwd. Vooral bij een CPP-proef moet daarom duidelijk zijn hoe de bladstand wordt vastgesteld en gecontroleerd.
Ook de plaats van de vermogensmeting moet vastliggen. Een schachtvermogensmeter registreert het vermogen op een bepaald punt in de aandrijflijn. Wanneer een asgenerator of andere gekoppelde installatie vermogen afneemt, moet bekend zijn waar die aftakking zich ten opzichte van de meter bevindt. De eventuele vermogensafname en relevante verliezen moeten worden verwerkt om een vergelijkbare grootheid voor de voortstuwing te bepalen.
De meetresultaten moeten uiteindelijk dezelfde scheepsprestatie beschrijven. Niet identieke toerentallen of motorbelastingen vormen de basis van de vergelijking, maar een betrouwbaar vastgestelde vermogensvraag onder gelijkwaardige omstandigheden.
Hoe beïnvloeden diepgang, trim en waterdiepte de vergelijking?
Diepgang en trim beïnvloeden de weerstand van de romp en de aanstroming van de schroef. Een zeeschip dat tijdens de ene meetcampagne dieper ligt dan tijdens de andere, heeft mogelijk een andere waterverplaatsing, ondergedompelde rompvorm en schroefbelasting. Daardoor kan de snelheid-vermogensrelatie veranderen zonder dat de ESD hiervoor verantwoordelijk is.
Voor een betrouwbare vergelijking worden de diepgangen voor en achter, de waterverplaatsing en de relevante beladingstoestand vastgelegd. Alleen een overeenkomstige gemiddelde diepgang is niet altijd voldoende. Een andere trim kan de ligging van het achterschip en de schroefonderdompeling veranderen en daarmee zowel de weerstand als de werking van de voorziening beïnvloeden.
Bij een kustvaarttanker die afwisselend beladen en in ballast vaart, zijn die verschillen bijzonder relevant. De schroef werkt mogelijk onder aanzienlijk andere omstandigheden in beide toestanden. Een meting tijdens beladen vaart kan daarom niet zonder aanvullende onderbouwing worden vergeleken met een referentie uit ballastvaart. Wanneer de ESD-prestaties in beide toestanden belangrijk zijn, verdient een afzonderlijke beoordeling per representatieve beladingstoestand de voorkeur.
Beperkte verschillen in diepgang of trim kunnen soms met een geschikte methode worden gecorrigeerd. Zulke correcties zijn echter niet onbeperkt toepasbaar. Wanneer de scheepstoestanden sterk uiteenlopen, kan de onzekerheid van de vertaling groter worden dan het ESD-effect dat moet worden vastgesteld. Het is dan verstandiger om aanvullende metingen bij een beter vergelijkbare belading uit te voeren.
Ook de waterdiepte kan de vermogensvraag beïnvloeden. In relatief ondiep water verandert de stroming tussen de romp en de bodem. Afhankelijk van de snelheid en de beschikbare waterdiepte kunnen de weerstand, inzinking en trim tijdens de vaart veranderen. Daardoor kan het schip meer vermogen nodig hebben dan bij dezelfde snelheid in diep water.
Voor zeeschepen speelt dit onder meer bij havenaanlopen, kustnabije trajecten en bepaalde proefvaartgebieden. Een bulkcarrier of tanker kan tijdens een proefvaart bijvoorbeeld door een gebied varen waar de beschikbare waterdiepte plaatselijk sterk verandert. Als deze invloed niet voldoende wordt meegenomen, kan de snelheid-vermogensrelatie worden vertekend.
Bij voorkeur wordt daarom een proefvaartgebied gekozen met voldoende en betrekkelijk uniforme waterdiepte. Wanneer ondiepwatereffecten relevant blijven, moet de gekozen correctiemethode geschikt zijn voor de betreffende scheepsvorm, snelheid en waterdiepte. De beschikbaarheid van een correctie betekent niet dat iedere meting in beperkt diep water automatisch even betrouwbaar wordt als een meting onder gunstige diepwatercondities.
Voor de beoordeling telt uiteindelijk of de invloed van diepgang, trim en waterdiepte voldoende bekend is om de vermogensvermindering van de ESD daarvan te onderscheiden.
Hoe worden wind, golven en stroming verantwoord?
Wind en golven kunnen de benodigde voortstuwing aanzienlijk beïnvloeden. Tegenwind verhoogt de luchtweerstand, terwijl golven extra weerstand en scheepsbewegingen veroorzaken. De gevolgen hangen af van de sterkte en richting van wind en golven ten opzichte van het schip. Ook kan de veranderde scheepsbeweging invloed hebben op de stroming rond de schroef en een ESD. Daarom zijn de omgevingscondities niet alleen relevant voor de gemeten vermogensvraag, maar onder bepaalde omstandigheden ook voor de werking van de voorziening zelf.
Voor nauwkeurige snelheid-vermogensproeven hebben rustige weersomstandigheden de voorkeur. Daardoor zijn minder grote correcties nodig en wordt de invloed van moeilijk voorspelbare verschijnselen beperkt. Wanneer wind en golven aanwezig zijn, worden de relevante weersgegevens vastgelegd. Vervolgens wordt beoordeeld welke correcties verantwoord kunnen worden toegepast.
Vooral bij een kleine verwachte ESD-besparing verdient dit aandacht. Een grote correctie voor golfweerstand kan het uiteindelijke vermogensverschil sterk beïnvloeden. Wanneer de berekende besparing voor een belangrijk deel afhankelijk is van zo'n correctie, moet ook de onzekerheid daarvan herkenbaar blijven. Een correctiemethode kan technisch geschikt zijn zonder dat iedere gecorrigeerde meting voldoende nauwkeurig wordt voor het aantonen van een kleine verbetering.
Bovendien kan een correctie naar een gemeenschappelijke referentieconditie niet zonder meer aantonen hoe de ESD onder alle werkelijke weersomstandigheden presteert. Wanneer de voorziening zelf gevoelig is voor veranderingen van schroefbelasting of aanstroming in zeegang, vraagt die operationele prestatie om een afzonderlijke beoordeling. Een snelheid-vermogensproef onder gecorrigeerde omstandigheden en een voorspelling van de besparing over het volledige vaarprofiel beantwoorden niet dezelfde vraag.
Stroming beïnvloedt vooral de relatie tussen snelheid over de grond en snelheid door het water. Metingen in tegengestelde vaarrichtingen helpen om deze invloed te beoordelen. De gebruikte methode veronderstelt dat de stroming tijdens de meetruns op een passende manier kan worden beschreven. Wanneer snelheid of richting van de stroming sterk verandert, kunnen de resultaten alsnog vertekend raken.
Bij proefvaarten in kustwateren en getijdengebieden is dat een praktisch aandachtspunt. Een wisselende getijdenstroom kan ervoor zorgen dat de omstandigheden tijdens de terugvaart al anders zijn dan tijdens de heenvaart. De meetplanning, duur van de runs en analyse moeten daarop worden afgestemd. Wanneer de stroming onvoldoende stabiel of voorspelbaar is, kunnen aanvullende runs of een ander meetmoment noodzakelijk zijn.
Ook de eigenschappen van het water verdienen aandacht. Temperatuur en zoutgehalte beïnvloeden onder meer de dichtheid en viscositeit. Verschillen tussen meetcampagnes kunnen daardoor doorwerken in de weerstand en voortstuwingsprestatie. Of een correctie nodig is, hangt af van de omstandigheden en de nauwkeurigheid die de beoordeling vereist.
Niet iedere omgevingsinvloed hoeft volledig te worden uitgesloten. De relevante verschillen moeten wel klein genoeg zijn of met voldoende betrouwbaarheid kunnen worden gecorrigeerd. Wanneer grote weers- of stroomcorrecties noodzakelijk zijn, kan een nieuwe proefvaart onder gunstiger omstandigheden een sterkere basis opleveren dan verdere verfijning van de analyse achteraf.
Welke meetgegevens en stabiele bedrijfscondities zijn nodig?
Een betrouwbare snelheid-vermogensproef vraagt om stabiele meetperioden. Na een verandering van toerental of CPP-bladstand heeft het schip tijd nodig om een nieuwe vaartoestand te bereiken. Tijdens versnellen of vertragen wordt een deel van de beschikbare voortstuwende kracht gebruikt om de snelheid te veranderen. Zulke meetperioden kunnen daarom niet zonder aanvullende beoordeling worden behandeld als stabiele bedrijfspunten.
Tijdens een geschikte meetrun worden de voortstuwingsinstellingen voldoende constant gehouden en blijft de koers zo stabiel mogelijk. Het schroeftoerental, koppel, schachtvermogen en de snelheid worden geregistreerd. Bij een CPP hoort daar de bladstand bij. Ook de roerhoek is relevant, omdat een voortdurende stuurcorrectie de weerstand kan verhogen. Voor een Rudder Bulb kan een andere roerstand bovendien de plaatselijke hydrodynamische werking veranderen.
Het meettraject moet voldoende lang zijn om de gewenste bedrijfsstand te bereiken en gedurende een bruikbare periode vast te houden. Grote koerswijzigingen, merkbare acceleraties en verstoringen door andere schepen worden buiten de geaccepteerde meetperioden gehouden. Hoe lang een meetrun moet duren, hangt af van de eigenschappen van het schip, de meetmethode en de stabiliteit van de omstandigheden.
De nauwkeurigheid van de instrumenten moet passen bij het verwachte prestatieverschil. Een schachtvermogensmeting kan bijvoorbeeld nauwkeurig lijken, terwijl een kleine systematische afwijking in de koppelmeting een belangrijk deel van de verwachte besparing vertegenwoordigt. Daarom zijn kalibratie en controle van de meetketen belangrijk. Ook moet duidelijk zijn of de instrumenten bij de voor- en nameting dezelfde kalibratiebasis gebruiken of welke verschillen daarin zijn ontstaan.
De gegevens moeten bovendien op een gemeenschappelijke tijdbasis worden geregistreerd. Wanneer een vermogenswaarde wordt gekoppeld aan een snelheidsmeting van enkele momenten eerder, kan tijdens een veranderende belasting een onjuist bedrijfspunt ontstaan. Synchronisatie is daarom niet alleen een administratieve eis, maar een voorwaarde om de gemeten snelheid en vermogensvraag correct met elkaar te verbinden.
Voor een RoRo-schip of kustvaartschip met regelmatige havenaanlopen zijn stabiele bedrijfsperioden tijdens de normale exploitatie niet altijd eenvoudig te vinden. Koerswijzigingen, verkeerssituaties, snelheidsbeperkingen en manoeuvres onderbreken regelmatig de vaart. Wanneer prestatiemonitoring wordt gebruikt, moeten zulke perioden herkenbaar zijn en waar nodig worden uitgesloten. De overblijvende gegevens moeten voldoende vergelijkbare bedrijfspunten bevatten om een betrouwbare analyse mogelijk te maken.
Herhaalde metingen geven daarnaast inzicht in de reproduceerbaarheid. Wanneer verschillende runs onder vergelijkbare omstandigheden sterk uiteenlopen, moet de oorzaak worden onderzocht. Die kan liggen in meetfouten, veranderende omgevingscondities of onvoldoende stabiele voortstuwing. Het selecteren van uitsluitend de gunstigste meetrun zou het beeld vertekenen.
Een betrouwbare meetcampagne levert daarom niet alleen een verzameling snelheden en vermogenswaarden op. Ook de kalibratie, meetomstandigheden, stabiliteit en criteria waarmee gegevens zijn geselecteerd moeten bekend zijn.
Wanneer kan het effect van de ESD niet van andere werkzaamheden worden gescheiden?
Bij een ESD-retrofit is de toestand van romp en schroef een belangrijke voorwaarde voor een zuivere prestatievergelijking. Aangroei, coatingruwheid en beschadigingen aan de schroefbladen kunnen de vermogensvraag verhogen. Wanneer tussen de metingen onderhoud plaatsvindt, verandert de uitgangssituatie waarin de ESD wordt beoordeeld.
Dit speelt vooral wanneer een voorziening tijdens een reguliere dokbeurt wordt geïnstalleerd. Voor de werkzaamheden kan de romp vervuild zijn en kan de schroef een ruwere oppervlaktetoestand hebben. Na afloop zijn romp en schroef mogelijk gereinigd of hersteld en is tegelijkertijd de ESD aangebracht. Een lagere vermogensvraag na de dokbeurt beschrijft dan het gezamenlijke resultaat van deze veranderingen.
Een sterkere meetopzet probeert de relevante technische toestand tussen beide configuraties zo veel mogelijk gelijk te houden. Dat kan aanleiding zijn om vlak voor en na een gerichte ESD-installatie proefvaarten uit te voeren, met zo min mogelijk overige wijzigingen. Ook dan moet worden gecontroleerd of de romp- en schroefconditie daadwerkelijk vergelijkbaar zijn gebleven.
Onderzoek aan een bulkcarrier met een Pre-Swirl Stator laat zien dat zo'n gerichte aanpak praktisch mogelijk is. De prestaties werden met afzonderlijke snelheid-vermogensproeven kort voor en na installatie onderzocht, waarbij de omstandigheden zorgvuldig werden gecontroleerd. Het onderzoeksvoorbeeld illustreert het belang van de meetopzet, maar betekent niet dat iedere retrofit met dezelfde nauwkeurigheid of onder dezelfde voorwaarden kan worden beoordeeld.
Wanneer een afzonderlijke meting niet mogelijk is, kunnen hydrodynamische berekeningen, modelproeven en eerdere prestatiegegevens worden gebruikt om de bijdragen van verschillende maatregelen te schatten. Zo kan bijvoorbeeld worden onderzocht welke verbetering bij een schone romp en schroef zonder ESD verwacht mag worden. Het verschil met de gemeten prestaties na installatie geeft dan aanvullende informatie. De uitkomst van zo'n analyse is echter niet gelijk aan een rechtstreeks gemeten ESD-effect. De geschatte bijdrage blijft afhankelijk van de gebruikte modellen, aannames en onzekerheden. Dat onderscheid moet in de rapportage herkenbaar blijven.
Hetzelfde geldt wanneer tegelijkertijd een nieuwe schroef wordt geïnstalleerd, de CPP-regeling wordt aangepast of andere veranderingen aan de voortstuwingsinstallatie worden uitgevoerd. Een voor- en nameting kan dan waardevolle informatie geven over de volledige retrofit, maar de afzonderlijke bijdrage van iedere maatregel vraagt aanvullende onderbouwing.
Wanneer zijn de meetresultaten betrouwbaar genoeg om een besparing vast te stellen?
Een gemeten vermindering van het schachtvermogen is pas overtuigend wanneer de referentie geschikt is, de bedrijfscondities voldoende vergelijkbaar zijn en de onzekerheid van het prestatieverschil bekend is. Daarbij gaat het niet uitsluitend om de nauwkeurigheid van afzonderlijke instrumenten. Ook de correcties voor snelheid, wind, golven, stroming en belading beïnvloeden het resultaat.
Vooral de onzekerheid van het verschil tussen de configuraties is belangrijk. Wanneer twee meetcampagnes met dezelfde instrumenten en analysemethode zijn uitgevoerd, kunnen bepaalde meetafwijkingen gedeeltelijk overeenkomen. Andere afwijkingen, zoals veranderde weersomstandigheden of een andere kalibratie, kunnen juist afzonderlijk doorwerken. De onzekerheid van de besparing moet daarom worden beoordeeld vanuit de volledige vergelijking en niet uitsluitend uit de foutmarge van iedere afzonderlijke vermogensmeting.
De analyse moet vervolgens duidelijk maken hoe de snelheid-vermogensrelatie is vastgesteld. Welke meetruns zijn gebruikt? Welke correcties zijn toegepast? Hoe groot is de invloed daarvan op de uitkomst? En bestrijken de meetgegevens het snelheidsgebied waarin de ESD-prestatie moet worden beoordeeld? Zulke vragen bepalen of een gevonden verbetering voldoende betrouwbaar is voor een technische conclusie.
Daarbij kunnen verschillende uitkomsten ontstaan. Wanneer de gecorrigeerde metingen een voldoende betrouwbaar vastgesteld vermogensverschil laten zien en de overige technische veranderingen zijn uitgesloten of verantwoord, kan de besparing binnen de grenzen van de onderzoeksopzet en meetonzekerheid aan de ESD worden toegeschreven. Wanneer de berekende verbetering klein is ten opzichte van die onzekerheid, blijft de omvang of zelfs het bestaan van een positieve verbetering onvoldoende vastgesteld. En wanneer tegelijk andere relevante werkzaamheden zijn uitgevoerd, kan wel een totale prestatieverbetering worden aangetoond zonder dat de afzonderlijke ESD-bijdrage voldoende zeker is.
Die laatste twee situaties mogen niet met elkaar worden verward. Een kleine verbetering die onvoldoende nauwkeurig is gemeten, vraagt mogelijk om betere metingen. Een verbetering die niet van rompreiniging of schroefherstel kan worden gescheiden, vraagt vooral om een betere referentie of een aanvullende methode voor het onderscheiden van de maatregelen.
Gecontroleerde proefvaarten en prestatiemonitoring tijdens de exploitatie hebben daarbij elk een eigen functie. Een proefvaart onder gunstige omstandigheden kan een relatief kleine verandering in de snelheid-vermogensrelatie beter zichtbaar maken. Monitoring over langere tijd kan laten zien hoe de prestaties zich tijdens de exploitatie ontwikkelen, maar vraagt om voldoende vergelijkbare bedrijfscondities en betrouwbare gegevens over de technische toestand.
Voor snelheid-vermogensproeven bestaan erkende methoden voor de voorbereiding, uitvoering en correctie van metingen. Het toepassingsgebied daarvan kan begrensd zijn door onder meer scheepstype en scheepslengte. Voor het volgen van veranderingen in romp- en schroefprestaties over langere tijd bestaan daarnaast afzonderlijke methoden. Deze hebben een ander doel en zijn niet automatisch toepasbaar op iedere voortstuwingsconfiguratie. Vooral bij CPP-installaties moet worden gecontroleerd of de gekozen methode daarvoor geschikt is.
Ook een correct uitgevoerde snelheid-vermogensproef volgens een erkende methode bewijst niet automatisch dat een gemeten verbetering uitsluitend door de ESD is veroorzaakt. Daarvoor moet ook de technische referentie voldoende zuiver zijn. De nauwkeurigheid van de meting en de mogelijkheid om het effect aan de voorziening toe te schrijven, vormen twee afzonderlijke voorwaarden.
Wanneer de beschikbare gegevens onvoldoende zekerheid bieden, kan een aanvullende proefvaart of gerichte berekening nodig zijn. Soms is het vooral noodzakelijk om de meetomstandigheden te verbeteren. In andere gevallen kan de afzonderlijke ESD-bijdrage niet meer met voldoende zekerheid worden vastgesteld, bijvoorbeeld doordat meerdere veranderingen tegelijk zijn uitgevoerd en een bruikbare referentie ontbreekt. Die beperking hoort dan expliciet bij het gerapporteerde resultaat.
Een betrouwbare proefvaart kan de vermogensverbetering onder de onderzochte en gecorrigeerde referentiecondities onderbouwen. Daarmee staat nog niet vast hoeveel brandstof het schip tijdens de volledige exploitatie bespaart. Daarvoor moeten ook de bedrijfsduur bij verschillende belastingen en de eigenschappen van de motorinstallatie worden meegenomen. Een procentuele vermindering van het schachtvermogen mag daarom niet zonder aanvullende analyse als eenzelfde procentuele brandstofbesparing worden gepresenteerd.
Een betrouwbare beoordeling van een Energy Saving Device begint met een geschikte referentie en meetcondities die een gelijkwaardige vergelijking mogelijk maken. Vaarsnelheid, belading, waterdiepte, weersomstandigheden, voortstuwingsinstellingen en de technische toestand moeten voldoende bekend zijn. Pas wanneer de metingen, toegepaste correcties en onzekerheden een overtuigende conclusie ondersteunen, kan worden vastgesteld hoeveel schachtvermogen de ESD onder de beoordeelde omstandigheden bespaart en met welke zekerheid dat voordeel aan de voorziening kan worden toegeschreven.
Dit artikel binnen de reeks
Een betrouwbare prestatiemeting kan de verwachtingen uit de CFD-optimalisatie van een ESD toetsen, mits de referentie en bedrijfscondities voldoende overeenkomen. Gelijkwaardige uitgangspunten zijn ook essentieel bij het vergelijken van verschillende ESD-ontwerpen onder representatieve bedrijfscondities, waarbij de vermogensbesparing over het vaarprofiel de ontwerpkeuze kan beïnvloeden. Beide onderwerpen maken deel uit van hydrodynamisch ontwerp en prestatievalidatie van ESDs.