【正文】 的比例，將會(huì)發(fā)展到世界能源構(gòu)成的50%以上，成為人類社會(huì)未來(lái)能源的基石和化石能源的替代能源。目前世界大部分國(guó)家能源供應(yīng)不足，不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，各國(guó)紛紛出臺(tái)各種法規(guī)支持開發(fā)利用新能源和可再生能源，使得新能源和可再生能源在全球升溫。在21世紀(jì)，能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力，也是衡量綜合國(guó)力、國(guó)家文明發(fā)展程度和人民生活水平的重要指標(biāo)。在航運(yùn)業(yè)，綠色船舶已成為未來(lái)船舶發(fā)展的方向，其中研究利用清潔能源船舶輔助系統(tǒng)最具有革新性和代表性。其將充分利用風(fēng)能、太陽(yáng)能以及波浪能等零污染或可再生能源，為船上設(shè)施提供相對(duì)獨(dú)立的能量來(lái)源，在降低除暴發(fā)電機(jī)或主機(jī)能耗的同時(shí)保證船舶的正常航行。風(fēng)能是比較容易開發(fā)的新能源，全球范圍內(nèi)都分布著比較豐富的風(fēng)力資源，將風(fēng)能應(yīng)用在船舶上便成為人們研究的熱點(diǎn)。首先，風(fēng)能的利用有著悠久的歷史和豐富的經(jīng)驗(yàn)；其次，風(fēng)能是取之不盡用之不竭的自然能源。風(fēng)能主要是通過(guò)布置在船舶上的風(fēng)帆借助風(fēng)的能量，在保證船舶各項(xiàng)性能穩(wěn)定的條件下，從而推動(dòng)船舶前進(jìn)。因此，對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)能源短缺的發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)，將風(fēng)能等新能源應(yīng)用在船舶上有著重要的意義和深遠(yuǎn)的影響。二、 風(fēng)能在船舶上應(yīng)用的歷史東漢劉熙在《釋書》一書中曾寫“帆泛也，隨風(fēng)張幔曰帆”，表明中國(guó)1800年前已開始利用風(fēng)帆駕船。 宋朝是我國(guó)應(yīng)用風(fēng)車的全盛時(shí)代，但是流行的垂直軸風(fēng)車一直沿用至今。20世紀(jì)80、90年代，日本在風(fēng)帆助航的研究和利用方面有了新的突破。1980年日本建造了第一艘裝有普通翼帆的新愛德丸（Shin Aito ku Maru）油輪，、寬8m的風(fēng)帆。之后又建造了扇蓉丸、日產(chǎn)丸等機(jī)動(dòng)風(fēng)帆貨船，1984年又設(shè)計(jì)和建造了26000t的臼杵先鋒丸（Usuki Pioneer）和另一艘31000t的現(xiàn)代風(fēng)帆助航遠(yuǎn)洋貨輪。1980年，巴黎Pier re和Marie Curie 大學(xué)和Cousteau本部研究小組利用空氣動(dòng)力學(xué)方面的知識(shí)，發(fā)明了船用渦輪帆。1994年“Aghia Marina”號(hào)干散貨船安裝目前全球最大的“風(fēng)箏”。據(jù)悉，“Aghia Marina”號(hào)長(zhǎng)170米，建于1994年，航速14節(jié)，通常運(yùn)輸工業(yè)和農(nóng)業(yè)原材料等貨物，可一次運(yùn)輸大約28500噸干散貨，將成為目前采用德國(guó)SkySails風(fēng)能技術(shù)的最大船只。1998年日本郵船株式會(huì)社已在營(yíng)運(yùn)的大型遠(yuǎn)洋煤炭專用船上應(yīng)用風(fēng)力發(fā)電，該船走日本至北美和日本至澳洲東岸航線。據(jù)統(tǒng)計(jì)每往返一次，大約可平均每天可以節(jié)省燃油130kg。2000年澳大利亞開發(fā)出世界第一艘商用的太陽(yáng)能和風(fēng)能混合動(dòng)力雙體客船，是一種既可將太陽(yáng)能和風(fēng)能單獨(dú)作為動(dòng)力，又可合二為一的新型船舶。2003年10月15日日本游船公司宣布，它同東海大學(xué)等聯(lián)合開發(fā)出船用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，計(jì)劃搭載在2004年8月起航的大型運(yùn)送汽車專用船上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。2007年12月15日全球第一艘用風(fēng)箏拉動(dòng)的貨輪白鯨天帆號(hào)（Beluga SkySails）由德國(guó)漢堡市起航 。國(guó)內(nèi)的風(fēng)能應(yīng)用研究也有很多范例，上海龍?zhí)┕?jié)能工程有限公司自主研發(fā)制造的龍?zhí)┡?2000KW系列風(fēng)力發(fā)電機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，在中國(guó)長(zhǎng)航集團(tuán)上海寶江實(shí)業(yè)“長(zhǎng)輪29004囤船”上首次運(yùn)行取得圓滿成功?！伴L(zhǎng)輪29004囤船”長(zhǎng)90米，是5000噸級(jí)囤船，常年停泊在吳松口，為駁船提供靠泊、水電供應(yīng)、應(yīng)急處理等服務(wù)。世界各國(guó)在風(fēng)帆助航方面都有很多的研究，各國(guó)都有實(shí)船在運(yùn)行。丹麥、德國(guó)、美國(guó)、日本、澳大利亞等過(guò)對(duì)風(fēng)能作為船舶推進(jìn)能源在船舶上的應(yīng)用都作了研究和實(shí)船嘗試。有研究學(xué)者認(rèn)為，利用風(fēng)力的裝置推動(dòng)船只航行，可節(jié)省30%—40%的燃料費(fèi)用。日本對(duì)在大型遠(yuǎn)洋船上應(yīng)用風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的可能性展開了多項(xiàng)比較深入的研究評(píng)價(jià)工作，已取得很大成功，并已獲得不少專利，到2004年日本已有14艘以風(fēng)做輔助動(dòng)力的船只航行在海上，它們的耗油量?jī)H為普通機(jī)動(dòng)船的75%。日本福岡的生態(tài)船舶動(dòng)力公司（EMP）已經(jīng)開始詳細(xì)設(shè)計(jì)其水瓶座系統(tǒng)（Aquarius System）風(fēng)能和太陽(yáng)能帆板。目前該公司正同一些開發(fā)合作伙伴合作開發(fā)水瓶座系統(tǒng)風(fēng)能和太陽(yáng)能帆板。這種帆板將用來(lái)收集風(fēng)能和太陽(yáng)能，然后用來(lái)為船舶提供動(dòng)力，以便減少燃油耗和溫室氣體排放。這種堅(jiān)固的風(fēng)能和太陽(yáng)能帆板將產(chǎn)生一種有助于在海上、港口或拋錨時(shí)，船舶利用可再生能源。每張帆板都將通過(guò)日本大阪KEI系統(tǒng)有限公司開發(fā)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)定位。在這些帆板不用時(shí)，可以收攏和儲(chǔ)存起來(lái)。在風(fēng)況不利時(shí)，可通過(guò)調(diào)節(jié)這些帆板的定位達(dá)到減少風(fēng)阻力的目的，不過(guò)仍能夠收集太陽(yáng)能。日本生態(tài)船舶動(dòng)力公司深信，水瓶座系統(tǒng)風(fēng)能和太陽(yáng)能帆板將給航運(yùn)公司帶來(lái)引人注目的回報(bào)。該水瓶座系統(tǒng)風(fēng)能和太陽(yáng)能帆板意味著可在不對(duì)各種類型的船舶進(jìn)行重新設(shè)計(jì)的情況下使用。水瓶座系統(tǒng)風(fēng)能和太陽(yáng)能帆板還可以安裝在海軍、海岸警衛(wèi)隊(duì)和漁業(yè)保護(hù)船上。國(guó)內(nèi)風(fēng)能驅(qū)動(dòng)船的研究及應(yīng)用：圖1 風(fēng)力發(fā)電驅(qū)動(dòng)船的結(jié)構(gòu)圖以上就是風(fēng)力驅(qū)動(dòng)船的結(jié)構(gòu)圖，船上動(dòng)力系統(tǒng)由風(fēng)力發(fā)電機(jī)(1)、和與發(fā)電機(jī)(1)相聯(lián)的變壓器(2)、變壓器(2)輸出端聯(lián)接的電動(dòng)機(jī)(3)組成。風(fēng)能驅(qū)動(dòng)船，顧名思義，為一種利用風(fēng)力發(fā)電實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)的船舶。它的結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是船上動(dòng)力系統(tǒng)由風(fēng)力發(fā)電機(jī)、和與發(fā)電機(jī)相聯(lián)的變壓器、變壓器輸出端聯(lián)接的電動(dòng)機(jī)組成，并利用風(fēng)力發(fā)電提供電動(dòng)機(jī)運(yùn)輪產(chǎn)生的動(dòng)力，推動(dòng)船只行駛。隨著，低碳、節(jié)能、環(huán)保理念的推廣以及相關(guān)技術(shù)的成熟，風(fēng)能驅(qū)動(dòng)技術(shù)能夠在內(nèi)河、沿海的小型船舶中推廣應(yīng)用。我國(guó)風(fēng)能驅(qū)動(dòng)船的應(yīng)用　　中國(guó)長(zhǎng)航集團(tuán)上海寶江實(shí)業(yè)“長(zhǎng)輪29004囤船”裝備了上海龍?zhí)┕?jié)能工程有限公司自主研發(fā)制造的龍?zhí)┡?2000KW系列風(fēng)力發(fā)電機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，并圓滿運(yùn)行成功。該船設(shè)計(jì)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量20kw，選用4臺(tái)單機(jī)功率為5kw的“龍?zhí)┡啤?LTFD/HY5KW風(fēng)力發(fā)電機(jī)，按照最長(zhǎng)5天無(wú)風(fēng)日計(jì)算，當(dāng)連續(xù)5天無(wú)風(fēng)天氣下均能滿足全船的日常生活需要，體現(xiàn)了超低風(fēng)速運(yùn)行的特性，當(dāng)風(fēng)速在2米/秒的情況下即開始發(fā)電，并能滿足220/380V船載設(shè)備的正常用電，系統(tǒng)全部采用了數(shù)字化全自動(dòng)控制。為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定和運(yùn)行安全，實(shí)現(xiàn)智能化管理和控制，該