大型远洋运输船舶碟式斯特林太阳能热发电系统的构建-论文.pdf

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1、第27卷第4期中国修船Vo1．27No．42014年8月CHINASHIPREPAIRAug．2014大型远洋运输船舶碟式斯特林太阳能热发电系统的构建胡义，朱顺敏，徐兵’(1．武汉理工大学能源与动力工程学院，湖北武汉430063；2．高性能船舶技术教育部重点实验室，湖北武汉430063；3．武汉理工大学计算机学院，湖北武汉430063)摘要：在现有船舶太阳能光伏发电技术的基础上，基于碟式斯特林太阳能热发电技术，完整论述了在大型远洋运输船舶上构建了碟式斯特林太阳能热发电系统的技术路线，包括目标船的选定，电力利用

2、模式的评估，聚光镜阵列的布置以及控制监测系统的设计4个方面的内容，并针对典型船舶典型航线分析了系统的经济性。关键词：远洋船舶；碟式斯特林；太阳能热发电；技术路线中图分类号：U664．6doi：i0．13352／j．issn．1001—8328．2014．04．008Abstract：Basedonexistingshipssolarphotovoltaiepowergenerationtechnologyandthedishsolarthermalpowertechnology，thetechnicalrou

3、teofdishstirlingsolarthermalpowergenerationsystemconstructedonlargeO—cean—goingshipswasexpoundedincludingfouraspects，thetargetshipselection，themodelevaluationforpowerutilization，thelayoutofcondenserarrayandthedesignofcontrolandmonitoringsystem．Andthen，theec

4、ouom—icsofthesystemwasanalyzedaccordingtothetypicalshipandthetypicalroute．Keywords：ocean-goingship；dishstirling；solarthermalpowergeneration；technicalroute近年来，在全球石化能源日趋枯竭，燃油占船舶运输成本越来越大及排放污染日益加剧的国际形1碟式发电系统组成和分类势下，为使航运业能够可持续发展，世界造船业的主要研究方向开始集中在节能减排、探索新能源、1．1碟式

5、发电系统基本原理及组成大力发展船舶清洁可再生动力能源技术等方面⋯。碟式发电系统是通过在船舶航行过程中实现对太阳能作为一种清洁可持续使用能源，具有能太阳自动跟踪的抛物面碟式聚光镜将太阳光聚焦于源储备足、环境污染少、市场潜力大等优势，使其位于聚光镜焦点处的集热器，集热器加热高压氢气成为现代船舶能源新的发展方向_2J。膨胀推动斯特林机活塞做功，通过曲柄连杆机构带与光伏发电相比，碟式斯特林太阳能热发电具动发电机转化成电能输出，作为辅助能源应用在船有光电转换效率高、发电规模灵活、场地平坦性要舶的照明系统、驾驶系统、空调

6、系统、辅助机械等求低、耗水量少等优点J。方面，从而实现节能减排、保护环境的良好效果。因此在大型远洋运输船舶上构建碟式斯特林太碟式发电系统主要由聚光系统、太阳跟踪系统、系阳能热发电系统(以下简称碟式发电系统)可以统支撑骨架和斯特林机4个部分组成，如图1。在一定程度上缓解航运业面临的燃油价格上涨以及1．2碟式发电系统分类环保压力。根据聚光镜数目和能源利用模式的不同，碟式基金项目：武汉理工大学2013年自主创新基金项目(136805011)作者简介：胡义(1975一)，男，湖北孝感人，副教授，博士，研究方向为船舶新

7、能源应用技术及动力装置性能分析。·24·2014年第4期胡义，等：大型远洋运输船舶碟式斯特林太阳能热发电系统的构建第27卷碟式发电系统聚光系统Il太阳跟踪系统l1支撑骨架ll斯特林机聚光镜}I聚热器Il伺服系统ll程序跟踪ll光电跟踪ll太阳能斯特林发动机Il交流发电机涡轮蜗杆+电动机ll电动推杆lI齿轮箱+电动机图1碟式发电系统组成图发电系统一般分为由单个聚光镜构成的独立供电的小型发电系统、多个聚光镜阵列并机运行的碟式发电系统、混合型碟式发电系统3种。1)单个聚光镜构成的独立供电的小型发电系统如图2所示。太

8、阳能斯特林机作为整个系统的核心部分，将太阳能直接转换为电能，作为普通家庭用电的补充，其水循环冷却系统还可用于家庭热水供应，适用于城市单体别墅以及边远山区日照充裕地区。由于受装机容量限制，在大型远洋运输船舶1一斯特林发电机；2一发电机支架；3一碟式聚光器；4一碟式上的推广应用前景不大。12345聚6光反射镜支架；5一方位角控制电机；6一底座；7一光电传感2)多个聚光镜阵列并机运行的碟式发电系器盒；8一