太阳能在船舶动力装置中的应用与前景

《太阳能在船舶动力装置中的应用与前景》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据第39卷第4期2010年08月船海工程SHIP&0CEANENGINEERINGV01．39No．4Aug．2010IX)hi0．3963／j．issn．1671—7953．2010．04．023太阳能在船舶动力装置中的应用与前景李进(重庆交通大学，重庆400074)摘要：综述船舶应用太阳能的现状与发展，分析太阳能在船舶动力装置中应用的制约因素，提出将太阳能作为船舶的主动力能源和辅助机械的动力能源外，还可将太阳能应用于船舶制冷空调、照明系统及大型油船卸贷和加热系统之中。关键词：能源f太阳能；船舶动力装置；应用中图分类号：U664．1文献标志码：A文章

2、编号：1671—7953(2010)04—0070-03在石油、煤炭、天然气等资源日渐枯竭、排放污染日益加剧的形势下，寻求可持续清洁能源、充分利用太阳能成为必然趋势。太阳能发电已在一些经济发达国家和地区普及应用。据国际专业机构SHELL的预测，到2050年太阳能在能源结构中的比例约为13％～15％；欧盟能源的预测更为可观，到2050年太阳能在能源结构中所占比重将达到28％，其中太阳能发电达25．5％，到本世纪末太阳能发电在能源结构中将达63％[1】。太阳能已经开始在船舶(主要是旅游观光船、游艇、短途渡船等小型船舶)上应用。一是作为主要动力能源之一，独立或与其

3、他能源一起推动船舶前进；二是作为辅助能源应用在船舶的照明系统、驾驶系统、空调系统、辅助机械等方面。例如：早在2000年澳大利亚就建造了利用太阳能、风能、燃料电池和燃油的混合能源双体渡船；2006年美国与澳大利亚合作设计了太阳能风翼大型三体游船(可搭载600名乘客)。2006年7月英国建造了完全由太阳能发电的观光往返船在伦敦市海德公园正式载客运营；2007年5月瑞士的“太阳21号”双体轻型帆船首次依靠太阳能完成横穿大西洋抵达美国纽约(船长14m，船上惟一的能源是面积为60m2的太阳能电池)；2008年9月中国制造的商业用途太阳能游艇在珠海下线(船长约12m，安

4、装太阳能帆板)；2008年12月日本在一艘排水量6万t级的滚装货轮上装备328个70收稿日期：2009—07—15修回El期：2009—08—12作者简介：李进(D58一)，男，学士，副教授。研究方向：船舶与海洋工程E-mail：Li25099@sirncorn太阳能电池板，能提供40kw电量(约占船只总用电量0．2％)给机舱内的机器和发动机制动等；2009年4月全球最大二维、三维数字设计软件公司欧特克公司宣布，将赞助德国PlanetSolar公司建造世界最大的太阳能动力船(船长30m，排水量85t)，计划于2010年实现环球航行；无锡为世博会精心打造“尚德

5、国盛号”太阳能豪华游船(船总长31．5m，可载186人，安装可调控太阳能转翼风帆，提供30％-一100％的动力)。然而，太阳能在以柴油机、燃气轮机、蒸汽轮机为主机的大中型常规动力装置船舶中应用却很少。大中型船舶装机容量和功率大，石化燃料消耗多，排放污染较严重，在2000t以上的民用运输船舶中，柴油机动力装置就占总艘数的98％以上，装船总功率达到90％以上[23；统计显示，现今全世界大小船舶共有385333艘，合计约24亿t。面对如此规模的船舶能耗市场，太阳能应该占有一席之地。1制约太阳能在船舶动力装置中应用的因素1)能量供应不足。目前占市场主流的晶体硅太阳能

6、电池，理论光电效率值约29％，实验室已达25％，商业化产品的光电效率在15％～18％，每平方米电池在光照量较好地区夏季晴天最大产电能1kW左右，冬季和阴天产电能不到夏天的25％，再考虑雨天的电能储备以及直流经过逆变器转换成交流损失等因素，需要较大面积电池板阵列才能产生足够的电能。而大中型船舶动力配备足，能源需求量大，由于船舶空间、甲板面积的有限性和船舶对稳性、抗风浪等要求，太阳万方数据太阳能在船舶动力装置中的应用与前景——李进能电池板阵列面积、安装高度等受限。现有的市场太阳能产品，难以提供主机所需的大功率能量，特别是对航速要求高的船舶，因推动力与航速呈三次方

7、关系，仅依靠太阳能难以保证。2)太阳能装置价格。现阶段市场太阳能电源装置的总投资价格较高，约在5万元／kW，电能的成本约5元／(kW·h)左右，与船舶柴油发电机组相比，投资价格差距较大，缺乏相应的市场竞争能力，是制约太阳能在大中型船舶动力装置中应用的关键因素。若能研制出新型太阳能电源装置，进一步提高光电转换率。降低装置总投资，使每度电能的价格基本接近燃油发电的成本，就具有很大的市场潜力和竞争能力。3)电能贮存比较困难。目前与太阳能动力系统配套的贮能装置大部分为普通铅酸蓄电池，利用化学能和电能的可逆转换实现充电和放电，价格较低，但贮能密度不高，容量不大，使用寿

8、命较短，重量大，需要经常维护。已经应用的少维护、免维