新能源在船舶上会有哪些应用？
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发布时间：2022-04-20 06:10
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时间：2022-07-14 23:13
1. 风能在船舶上的应用进展
人类社会对于风帆助航的理解和认识有着悠久的历史，工业科技水平的不断提升对于风帆技术的应用起到了巨大的推动作用，根据风帆的形式及其对风力利用性质的不同，衍生出了普通翼帆、特种翼帆(包括单转子–翼帆组合体帆、转柱帆、转带帆、Walker型风帆)、三角帆、天帆、Magnus效应帆(涡轮帆、转筒帆)和仿生帆等众多船舶风帆结构。其中以三角帆和普通翼帆技术应用水平较高，其他帆型形式在船舶上的应用多是带有试验性质的技术探索 [8] 。
2.2. 太阳能在船舶上的应用进展
将太阳能光伏发电应用于船舶是目前绿色船舶发展的一个重要方向。1997年，瑞士在日内瓦湖上从洛桑到圣叙尔皮斯区投入使用了两艘太阳能驱动客运船。另一艘为长27.5 m的、沙锥号由一个1.8 kW的光伏阵列驱动，能量存储用的是一个180 V、72 Ah的蓄电池，可有效承载60名乘客。2007年11月由我国沈阳泰克太阳能应用有限公司研制了“001”号太阳能旅游船，船体长6.2 m、宽1.9 m、可载9人，时速约10 km左右。船体的设计可分为单浮筒、双浮筒和三浮筒三种型号。这种太阳能旅游船在大于4级风的条件下可持续航行6 h。这是国内建造的第一艘太阳能旅游船 [9] 。2008年8月26日，日本邮船株式会社与新日本石油公司合作耗资1.5亿日元在旗下一艘船长200 m，排水量达60213 t的滚装船御夫座领袖(Aurig a Leader)号上安装了太阳能光伏系统。电池阵列328块太阳光板组成，电能输出功率可达40 kW，能满足6.9%的照明需求或0.2%~0.3%的动力需求 [10] 。2010年2月10日，亚洲最大的全太阳能船在高雄下水并投入正式营运，船长13 m，采用双体船型，并搭配目前厂商所能提供之最大电池54 kW/h 锂蓄电池组，两台20 kW电动机，航速最高可达9 kn，以3 kn航速至少可行驶9 h。
2.3. 生物质能在船舶上的应用进展
2008年6月27日，使用生物质能的新西兰、环球竞赛号(Earthrace)高速环保机动船完成环球航程。该船装备两台康明斯∃水星QSC型8.3L、397 kW全电控船用发动机，虽然此型号柴油机可以使用B20混合生物柴油(由20%生物柴油和80%普通柴油混合而成)，但是在整个航程中燃用B100混合生物柴油(100%生物柴油)。2010年AVIVA与大学合作推出第一艘环保船,该船采用B5混合生物柴油(5%生物柴油、95%超低硫柴油)作为燃料，燃烧后的污染物较一般超低硫柴油可减少10%黑烟、5%一氧化碳及10%的碳氢化物。2010年3月马士基与英国劳氏船级社开展为期两年的船用发动机生物柴油燃料试验。试验船舶为马士基旗下Maersk Kalmar号集装箱船。在试验初期，燃料中将使用5%~7%的生物柴油混合，然后比例逐步增加，测试第一代生物燃料在船舶上应用的可行性。2010年4月美国海军与美国农业部签署一项备忘录，合作开发生物燃料和其他可再生能源,将大规模使用生物燃料作为石油的替代能源 [11] 。
2.4. 核能在船舶上的应用进展
发展民用核动力对我国船舶行业而言是一个崭新的课题。纵观世界船舶发展历史，已经有若干国家在此方面迈出了第一步，美国的“萨娃娜”号于1962年建成，在其商务部海运局的支持下进行商业运营。该船于19年5月开始进行国际航海，停靠了欧洲14个国家的16个港口。到1965年8月，在达到对核动力民用商船的建造目的后, 改为货船投入航行，并得到*的运营补贴，在欧洲航线航行，最后于1970年宣布退役。德国矿石运输船“奥托汉”号于1968年月12月建成。1969年3月到11月在围绕英国一周以及在南太平洋(赤道附近)、北极海、西太平洋(西印度群岛)进行了实验航海。从1970年2月开始投入商业航海，总共航行了约105万n mile。日本“陆奥”号在1974年8月28日开始的功率提升试验过程中发生了放射性泄漏事故。其后对反应堆屏蔽进行改造及安全总检查，并改变了用途，作为核动力实验船重新进行了功率提升试验。1991年在北太平洋海面上进行了4次航海试验，1995年完成退役工程。俄罗斯共建成了9艘核动力破冰船，目前正在服役的有8艘，计划建造的破冰船有2艘，即超级号破冰船(Super Icebreaker，破冰能力在3. 5 m以上)和佩贝克(Pevek)号破冰船 [3] 。
2.5. 海洋能在船舶上的应用进展
地球表面的71%都是海洋，孕育着巨大的可再生能源，如何有效地对其开发利用，已成为当前的研究热点。2004年，英国MCT有限公司制造了第一台利用海洋中的海流能进行发电的水下风车。从此，水下风车逐步成为大规模利用海流能的有效途径之一。水下风车适合于在海洋中建立小型电场，如何跟船舶结合还需大量应用基础研究。浙江大学提出了便携式船用发电机的设计思想，从船用便携式发电机的发电效率、海流能的利用率、叶片的受力分析及便携性等方面进行了详细的分析和设计，该研究为海流能利用装置的小型化及民用化提供了理论依据。随着这些成果的研究和进一步开发，有望在灯船、航标船、趸船及某些渔船和小型船舶上得到推广应用 [12] [13] 。
