船舶新能源新技術(shù)在船舶上的應(yīng)用畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-22 11:59 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 項目攻克了數(shù)十項技術(shù)難題，保證了在全天侯氣候條件下的安全運(yùn)行。實現(xiàn)了微電腦數(shù)字化控制，自動跟蹤風(fēng)向并根據(jù)額定風(fēng)速、電壓、電流等，自動實現(xiàn)迎風(fēng)30176。/60176。/90176。偏航直至停機(jī)，保證了系統(tǒng)的安全。即時液晶顯示發(fā)電電壓、發(fā)電電流、當(dāng)前風(fēng)速、輸入、輸出電壓、輸出電流、三相輸出電源的相電壓、頻率等。塔架液壓自動起降，方便了安裝和維修，解決了船載設(shè)備的后顧之憂和降低了建造成本?！ ∧壳?，上海長江沿線港口的類似1800余條囤船全部改用風(fēng)力發(fā)電，每年將節(jié)約31320噸柴油，相當(dāng)于46197噸標(biāo)準(zhǔn)煤，直接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益23098萬余元?！ ‰S著柴油的緊缺、油價上漲，我國內(nèi)河運(yùn)河內(nèi)許多駁船也都改裝為風(fēng)力發(fā)電驅(qū)動，就是安裝一種帶著螺旋槳的“風(fēng)力發(fā)電機(jī)”。由于船舶在航行途中，一般通過風(fēng)力帶動風(fēng)力發(fā)電設(shè)備上的螺旋葉，就可直接給電瓶充電。船舶在停泊中，一般風(fēng)力只要達(dá)到三四級，也可給電瓶充電。每條駁船一個航次需充電2次，在正常情況下，航行途中給電瓶充電后，還能基本滿足船舶裝卸時的用電需求。瑞士日內(nèi)瓦消息：Cargill已和希臘船東/船舶管理方Anbros Maritime ，為其“Aghia Marina”號干散貨船安裝目前全球最大的“風(fēng)箏”。 據(jù)悉，“Aghia Marina”號長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SkySails風(fēng)能技術(shù)的最大船只。 作為全球最大干散貨物承租方之一，早在去年2月，Cargill就宣布和SkySails簽署供應(yīng)協(xié)議，在造船業(yè)使用風(fēng)能技術(shù)，以減少污染氣體排放。位于德國漢堡的SkySails長期以來研發(fā)一種革新的、具有專利的“風(fēng)箏”技術(shù)，飛行在船艏，可產(chǎn)生足夠的推進(jìn)力，在理想海況下，可減少高達(dá)35%的燃料消耗。 根據(jù)協(xié)議，“Aghia Marina”號將在2012年一季度安裝面積達(dá)320平方米的“風(fēng)箏”，將其通過繩索與船相連，在100420米高空飛行，配有電腦控制的自動操作，將風(fēng)能運(yùn)用至最大化。Anbros已加入和Cargill與SkySails一起進(jìn)行研發(fā)和測試。今后五年，由Cargill長期租運(yùn)的“Aghia Marina”號使用SkySails系統(tǒng)。SkySails公司負(fù)責(zé)培訓(xùn)船員如何操作風(fēng)能推進(jìn)。三、 風(fēng)能在船舶上應(yīng)用的方式與方法。人類社會對于風(fēng)帆助航的理解和認(rèn)識有著悠久的歷史, 工業(yè)科技水平的不斷提升對于風(fēng)帆技術(shù)的應(yīng)用起到了巨大的推動作用, 根據(jù)風(fēng)帆的形式及其對風(fēng)力利用性質(zhì)的不同, 衍生出了普通翼帆、特種翼帆( 包括單轉(zhuǎn)子翼帆組合體帆、轉(zhuǎn)柱帆、轉(zhuǎn)帶帆、Walker 型風(fēng)帆) 、三角帆、天帆、Magnus效應(yīng)帆(渦輪帆、轉(zhuǎn)筒帆) 和仿生帆等眾多船舶風(fēng)帆結(jié)構(gòu)。其中以三角帆和普通翼帆技術(shù)應(yīng)用水平較高, 其他帆型形式在船舶上的應(yīng)用多是帶有試驗性質(zhì)的技術(shù)探索。渦輪帆的基本結(jié)構(gòu)如圖210所示，它是一個可定向轉(zhuǎn)動的橢圓形筒，在其后緣左右兩側(cè)各有一個由許多小孔組成的抽氣面，當(dāng)風(fēng)速超過極限風(fēng)速時，它置于靈位，橢圓上下設(shè)有端板，在上端板設(shè)置一個水平的抽氣機(jī)，按風(fēng)速、風(fēng)向及船速等條件控制抽氣量，使帆達(dá)到最佳推進(jìn)效率。概念中的蟬翼型帆可以做成模塊布置在船舶上，需要風(fēng)力助航時可將帆升起，不需要時可將其折疊收藏。如需對風(fēng)帆模塊進(jìn)行維修或長期不用時可以拆下，但目前僅僅是一個尚存諸多不定因素的概念。風(fēng)箏型帆是在船艏張掛巨大的傘翼狀的風(fēng)箏，通過其拖動作用協(xié)助船舶前進(jìn)，從而減少船舶燃料消耗。風(fēng)箏帆相比上述三種帆成本低，結(jié)構(gòu)簡單，對船體改造要求低，占用船舶空間較小，但其釋放與控制難度高，對風(fēng)向的要求更高。四、風(fēng)能在船舶上應(yīng)用的技術(shù)路線1. 傘形太陽能帆板雙體船 [技術(shù)目的]：一種傘型太陽能帆板雙體船，屬于船舶海洋工程設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。 [技術(shù)方案]：本發(fā)明包括：單船體、船體連接架、萬向接頭、主立桿、傘型骨架、拉桿、套筒、牽引索、傘型太陽能帆板、太陽能光伏陣列、卷揚(yáng)機(jī)、液壓油缸、太陽能風(fēng)帆、支承架、日光感受器、方向控制器。其中，兩個單船體之間由船體連接架相聯(lián)固結(jié)組成雙體船。每個單船體長60米，寬約8米，兩單船體中軸線之間的距離16米，雙體船左右舷的最大寬度為24米。在船體連接架的中心位置上安裝有萬向接頭，主立桿通過萬向接頭與船體連接架相鉸接。主立桿高120米。主立桿的下部，在雙體船中心軸線方向和垂直于雙體船中心軸線方向，共設(shè)置四個液壓油缸。液壓油缸的活塞桿與主立桿各成45176。角錢接，形成立體的支承，以便借助四個液壓油缸的協(xié)同動作，使主立桿按照控制的要求，以萬向接頭為中心變動主立桿軸向的傾斜角度。支承架是一個鋼制方管型圓環(huán)體，固接在船體連接架兩旁的單船體的甲板上。支承架的中心與雙體船的幾何中心重合。支承架上沿圓周均勻固接著8個平面餃鏈，每個平面鉸鏈上都連接著一根弧形的傘型骨架。傘型骨架弧形的曲率半徑為180米。傘型骨架由無縫鋼管制成。每根傘型骨架的弦長為140米，8個傘型骨架共同組成一個球形面，球形面的中心在主立桿的中軸線上。8根拉桿分別鉸接在相應(yīng)傘型骨架距根部端點弦長60米處，每根拉桿的末端與套在主立桿上的套筒7餃接，以利用套筒達(dá)到張緊和牽引的作用。在每根拉桿上距離主立桿中心軸28米處，分別有牽引索與之餃接。在主立桿的頂部，安裝有8臺卷揚(yáng)機(jī)，分別牽引著各自對應(yīng)的8條牽引索，以便牽引和垂吊8根拉桿，得以控制8個傘型骨架的位置角度。傘型太陽能帆板以傘型骨架為支承安裝在傘型骨架上，其投影面積為6萬平方米。該面積遠(yuǎn)大于雙體船本體的尺度，盡量擴(kuò)大了接收太陽能的有效面積。傘型太陽能帆板由尼龍纖維材料制成，質(zhì)地輕盈，堅固牢靠。太陽能光伏陣列安置在傘型太陽能帆板的上面，以便盡量吸收太陽光的能量。太陽能光伏陣列是采用威海藍(lán)星泰瑞光電有限公司生產(chǎn)的不透明非晶硅太陽能電池模塊組裝而成。日光感受器和方向控制器置于雙體船內(nèi)，日光感受器的輸入端感受太陽光，日光感受器的輸出端通過方向控制器與液壓油缸的控制端電連接。[技術(shù)效果]：本發(fā)明的技術(shù)中，風(fēng)能和太陽能
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