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關于船舶混合動力系統的發展與應用

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  摘 要:隨著我國船舶技術的不斷發展,國家開始越來越重視船舶技術,并且對其提出了更高要求,因此相關工作人員一定要不斷提升自己的工作能力,更好地促進船舶技術的發展。動力系統的革新對于船舶技術的發展來說至關重要,與過去的機械推進相比,如今的船舶行業的發展十分迅速,混合動力系統不僅可以降低污染、減小噪音,而且還可以幫助企業獲得更多的經濟效益。由此,本文將會對其現狀及未來發展情況進行分析,希望可以有助于相關的工作人員。
  關鍵詞:船舶技術;混合動力系統;發展;分析
  簡單來說,“混合動力電動船舶”是指兩種或者兩種以上儲能器、能量源等作為動力源頭,其中,必須有一種或者一種以上可以提供電能的船舶。從目前的情況來看,我們國家的混合動力船舶技術還不夠完善,還需要相關人員不斷地深入探討與研究,更需要相關工作人員不斷借鑒其他國家的技術手段,早日找到提升我們國家電動船舶技術的重要方法。
  1 混合動力技術的分類
  1.1 柴油機余熱混合式推進系統
  很多人都知道,現在最好的柴油機熱效率一般都是在45%到50%左右,然而,其排除的冷水熱量卻非常的少,廢氣帶有的熱量大概是在25%到30%左右,對于一些功率比較大的柴油機,其余熱是非常大的,所以具有比較大的應用潛力,既可以用做加熱,也可以用來制造淡水。
  1.2 太陽能電力混合動力推進系統
  太陽能電力混合動力船一般都是運用太陽能以及柴油等作為能源,從而進行發電來推進船舶。在不同的天氣情況下,船體運行所消耗的電力可以通過計算來得出,并且,船體可以自身進行調節,從而達到節約電力且減少排放量的效果。
  1.3 基于超級電容混合動力推進系統
  基于超級電容混合動力的船舶電力推進系統一般是指:混合供電電源、充電系統、駕駛操作系統等等系統的總稱。這個系統中的超級電容,與蓄電池相比,充電的速度是非??斓模梢栽谳^短的時間內完成大量的工作,最重要的是可以做到沒有污染,特別有利于可持續發展,噪音相對于來說也是比較小的,可以在很大的程度上來提高船舶內人員的舒適度。
  1.4 發動機聯合工作的聯合推動系統
  這種的系統一般情況下都是用于軍事,一共包含三個裝置,第一個是汽輪動力裝置和燃氣輪機加速裝置,第二個是全工況燃氣輪機和加速燃氣輪機裝置,第三個是柴油機和燃氣輪機聯合。
  2 混合動力船舶的應用
  2.1 國外船舶技術的發展
  外國的船舶技術在很早之前就已經得到了快速的發展,而且基于儲能系統的混合動力船舶發展和應用都比較早,在2009年,世界上出現了第一艘混合動力拖輪,這艘拖輪具有很好的優勢,它具有非常強的動力,并且很環保,噪音也非常的低。
  2.2 國內的混合動力船舶技術
  我國國內的混合動力船舶一般都是以變頻軸發的混合動力系統為主要載體,例如:12500載重噸MVP穿。這艘船是當下重吊領域最為先進并且環保的船舶。對于“海港711”拖輪,可用于PTO,在低耗能這一方面是非常前衛的。應用混合動力系統,可以很大程度上降低船舶的消耗成本。我國的電池等儲能系統還處于初步發展階段,并跟不上國際的領先步伐,這一點還需進一步發展,追趕世界一流水平。對于大型船舶的混合動力解決方案國外現在也是沒有的,所以加強對大型船舶的混合動力解決能力,是當下我國相關設計院需要重點關注的問題。同樣,這也能夠為未來的工作指明方向,這需要大家的共同努力。
  3 船用混合動力系統的發展過程
  我們國家最早的船用混合動力系統是受二十世紀七十年代出現的軸帶發電機影響而發展出來的,這是我們國家出現最早的柴電混合動力系統,這種系統的優點是可以在船舶低速行駛的過程中節約能源,但這種系統的優點僅僅局限于可調船槳,并不適用于其他類型。目前,我們國家的航線位于渤海海峽與近海的滾裝客船大都使用這種類型的動力系統。二十世紀九十年代的中后期,伴隨著我們國家大功率器件以及模塊的產生,數字信號處理器的廣泛使用以及調制技術的飛速提升,使我們國家的混合動力系統發生了巨大改變,并且取得了很大進步,從那之后,我們國家產生了基于變頻軸帶的混合動力系統。最近幾年,我們國家的電池技術獲得了巨大進步,并且國家開始越來越重視環境污染問題,因此提出了許多節能減排的政策,在這種時代背景之下,混合動力船舶的發展勢必會產生一些變革,由原來的基于變頻軸帶混合系統變為基于儲能混合動力系統,這種系統的節能效果更加明顯,并且可以在很大程度上提升主機的運行效率。
  船舶行業不同于電動汽車等行業,國家對其續航能力及運行安全等問題要求很高,所以在短時間內它不可能完全放棄石化能源,因此,只能保證在最大程度上提升石化能源的利用效率,從而有效地降低污染物的排放,這才是船舶行業未來的發展方向與目標。
  4 結束語
  伴隨著我們國家國民經濟的不斷發展,船舶廢棄物的排放對整個環境的污染越來越嚴重。當前,我們國家非常重視這個嚴峻的問題,并提出了很多限制船舶污染物排放的方案。由此可見,混合動力電動船節能減排的優勢會被無限放大,并且,這也是我們國家未來船舶的發展方向。與此同時,很多新能源的誕生,例如太陽能、風能等,這些能源的在船舶方面的廣泛應用,也會進一步促進我們國家船舶交通運輸領域的快速發展。
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