浅议新能源在船舶上的运用
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2008年6月27日, 使用生物 质 能的新西兰地球竞赛号高速 环保机动船完成环球航程。
核能
优势
体积小，能量巨大
运输与储存较方便，安全性高
较低的污染性
劣势
强大的放射性和杀伤性
技术和管理要求高
核能的应用
核能发电
利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火 力发电极其相似。
生物质能
优势
可以再生，循环使用 分布广泛，遍布世界各地
较低的污染性
劣势
单位面积获得量偏低 少量的太阳能转化为生物质能
生物质能的应用
发电
液体燃料
生物燃料是指利用大自然的动、植物资源而得到的高效、污染少的能源, 其典型 代表就是生物柴油和生物质油。 生物柴油是以动、植物油脂及餐饮废弃油脂为原料制成的液体燃料, 是优质的石 化柴油代用品。 生物质油是指生物质通过热解技术裂解而得到的液化产物。
沼气 热利用
生物质能在船舶上的应用
船舶属于一个相对独立且空间区域较为有限的结构体。机舱内电、 气、热设备和系统高度集成, 考虑在船舶内附加安装生物质能转 换装置有着不可避免的局限性, 故而可行性不高。就船舶现有设 备条件出发,直接或间接使用由生物质能转换而成的替代燃料( 例 如生物柴油等) 是主要的应用模 式。
1）直接转换
直接转换即通过太阳能电池直接将太阳辐射能转换为电能及光伏发 电(PV) ，它利用半导体材料的光伏效应来进行光电转换。
2）间接转换
间接发电即热动力循环发电系统，是指首先将太阳能转换为热能， 然后利用热能驱动热机循环发电。
太阳能在船上的有用
将太阳能光伏发电应用于船舶是目前绿色船舶发展的一个重要方向。 1、1997年,瑞士在日内瓦湖上从洛桑到圣叙尔皮斯区投入使用了两艘太阳能驱动 客运船可有效承载60名乘客。 2、2000年澳大利亚开发出世界第一艘商用的太阳能和风能混合动力双体客船， 是一种既可将太阳能和风能单独作为动力, 又可合二为一的新型船舶。 3、2006年10月16日,瑞士太阳能船太阳21号,从瑞士巴塞尔起航前往美国纽约。 4、2010年2月25日,世界最大的全太阳能动力船“星球太阳”号,在德国基尔下水, 这艘船长31m,宽15m,重60t。
新能源分类
广义上的新能源
Wave Tide
太阳能
风能
生物质能
核能Biblioteka Baidu
地热、潮汐 能……
太阳能
太阳能特点：
优势
总量最大 ——取之不尽，用之不竭 最清洁——无任何污染及废弃物 分布最广——遍布世界各地
劣势
其强度受季节、地点、气候 等各种因素影响 能量密度低（1000W／m2）
太阳能的应用
光-电转换
过程：核能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能 核能动力 核动力是利用可控核反应来获取能量，原理是：当裂变材料在受人 为控制的条件下发生核裂变时，核能就会以热的形式被释放出来， 这些热量会被用来驱动蒸汽机。蒸汽机可以直接提供动力，也可以 连接发电机来产生电能。
核能在船上的应用
纵观世界船舶发展历史，发展民用核动力船舶, 已经有若干国家在此方 面迈出了第一步。 1）美国的核动力船“萨娃娜号”于1962 年建成。 2）德国矿石运输船“奥托汉号”于1968 年月12月建成。 3）日本“陆奥号” 在1974 年8 月28 日开始的功率提升试验过程中发 生了放射性泄漏事故。 4）俄罗斯共建成了9 艘核动力破冰船, 目前正在服役的有8 艘, 计划建 造的破冰船有2 艘。
新能源研究背景
国际形式： 随着全球范围内能源危机的冲击 和环境保护及经济持续发展的要求，开发利用 新能源（可再生）成为发达国家和部分发展中 国家21世纪能源发展战略的基本选择。 国内形式：我国能源供需紧张状况持续多年， 大力开发利用新能源是实现可持续发展的一条 重要途径。
新能源概念及形式
新能源：又称非常规能源。是传统能源之外的各种能源 形式，指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的 能源，如太阳能、风能、氢能、生物质能、核能等。 新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地 球内部深处所产生的热能。包括了太阳能、风能、生物 质能、地热能、核聚变能、水能和海洋能以及由可再生 能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。相对于传 统能源，新能源具有污染少、储量大的特点，对于解决 当今世界严重的环境污染问题和资源枯竭问题具有重要 意义。
风能
优势
可以再生，永不枯竭 清洁能源，没有污染 分布广泛，遍布世界各地
劣势
投资成本较高 稳定性较差
风能的应用
风力发电技术 利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来 促使发电机发电。
风能在船舶上的运用
20 世纪80、90 年代, 日本在风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装有普通翼帆的新爱德丸 ( Shin A-ito ku Maru) 油轮, 新爱德丸������ 号装有两个高12. 15 m、宽8 m 的风帆。之后又建造了扇蓉丸、日 产丸等机动风帆货船, 1984 年又设计和建造了26000 t 的臼杵先锋丸 ( Usuki Pioneer)和另一艘31000 t 的现代风帆助航远洋货轮。 1980 年, 巴黎Pier re 和Marie Curie 大学和Cousteau 本部研究小组利用空 气动力学方面的知识, 发明了船用涡轮帆。 2007 年12 月15 日全球第一艘用风筝拉动的货轮白鲸天帆号( Beluga SkySails) 由德国汉堡市起航。
谢谢观赏
小结
从船舶设计阶段, 就要充分考虑新能源的利用。 有利于船舶新能源的充分利用; 有利于降低船舶 的制造或改装成本, 同时提高船舶的可靠性。 单一的新能源具有一定的局限性，可以考虑各种 新能源的混合利用。 从实际出发，可以综合考虑传统能源和新能源在 船舶上的综合利用，提高船舶动力来源的多样性。 在不久的将来，我相信，更环保，更安全的新能 源动力船舶将会更好的造福于我们的生活，并且 会为我们的生活提供更好的服务。
核能
优势
体积小，能量巨大
运输与储存较方便，安全性高
较低的污染性
劣势
强大的放射性和杀伤性
技术和管理要求高
核能的应用
核能发电
利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火 力发电极其相似。
生物质能
优势
可以再生，循环使用 分布广泛，遍布世界各地
较低的污染性
劣势
单位面积获得量偏低 少量的太阳能转化为生物质能
生物质能的应用
发电
液体燃料
生物燃料是指利用大自然的动、植物资源而得到的高效、污染少的能源, 其典型 代表就是生物柴油和生物质油。 生物柴油是以动、植物油脂及餐饮废弃油脂为原料制成的液体燃料, 是优质的石 化柴油代用品。 生物质油是指生物质通过热解技术裂解而得到的液化产物。
沼气 热利用
生物质能在船舶上的应用
船舶属于一个相对独立且空间区域较为有限的结构体。机舱内电、 气、热设备和系统高度集成, 考虑在船舶内附加安装生物质能转 换装置有着不可避免的局限性, 故而可行性不高。就船舶现有设 备条件出发,直接或间接使用由生物质能转换而成的替代燃料( 例 如生物柴油等) 是主要的应用模 式。
1）直接转换
直接转换即通过太阳能电池直接将太阳辐射能转换为电能及光伏发 电(PV) ，它利用半导体材料的光伏效应来进行光电转换。
2）间接转换
间接发电即热动力循环发电系统，是指首先将太阳能转换为热能， 然后利用热能驱动热机循环发电。
太阳能在船上的有用
将太阳能光伏发电应用于船舶是目前绿色船舶发展的一个重要方向。 1、1997年,瑞士在日内瓦湖上从洛桑到圣叙尔皮斯区投入使用了两艘太阳能驱动 客运船可有效承载60名乘客。 2、2000年澳大利亚开发出世界第一艘商用的太阳能和风能混合动力双体客船， 是一种既可将太阳能和风能单独作为动力, 又可合二为一的新型船舶。 3、2006年10月16日,瑞士太阳能船太阳21号,从瑞士巴塞尔起航前往美国纽约。 4、2010年2月25日,世界最大的全太阳能动力船“星球太阳”号,在德国基尔下水, 这艘船长31m,宽15m,重60t。
新能源分类
广义上的新能源
Wave Tide
太阳能
风能
生物质能
核能Biblioteka Baidu
地热、潮汐 能……
太阳能
太阳能特点：
优势
总量最大 ——取之不尽，用之不竭 最清洁——无任何污染及废弃物 分布最广——遍布世界各地
劣势
其强度受季节、地点、气候 等各种因素影响 能量密度低（1000W／m2）
太阳能的应用
光-电转换
过程：核能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能 核能动力 核动力是利用可控核反应来获取能量，原理是：当裂变材料在受人 为控制的条件下发生核裂变时，核能就会以热的形式被释放出来， 这些热量会被用来驱动蒸汽机。蒸汽机可以直接提供动力，也可以 连接发电机来产生电能。
核能在船上的应用
纵观世界船舶发展历史，发展民用核动力船舶, 已经有若干国家在此方 面迈出了第一步。 1）美国的核动力船“萨娃娜号”于1962 年建成。 2）德国矿石运输船“奥托汉号”于1968 年月12月建成。 3）日本“陆奥号” 在1974 年8 月28 日开始的功率提升试验过程中发 生了放射性泄漏事故。 4）俄罗斯共建成了9 艘核动力破冰船, 目前正在服役的有8 艘, 计划建 造的破冰船有2 艘。
新能源研究背景
国际形式： 随着全球范围内能源危机的冲击 和环境保护及经济持续发展的要求，开发利用 新能源（可再生）成为发达国家和部分发展中 国家21世纪能源发展战略的基本选择。 国内形式：我国能源供需紧张状况持续多年， 大力开发利用新能源是实现可持续发展的一条 重要途径。
新能源概念及形式
新能源：又称非常规能源。是传统能源之外的各种能源 形式，指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的 能源，如太阳能、风能、氢能、生物质能、核能等。 新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地 球内部深处所产生的热能。包括了太阳能、风能、生物 质能、地热能、核聚变能、水能和海洋能以及由可再生 能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。相对于传 统能源，新能源具有污染少、储量大的特点，对于解决 当今世界严重的环境污染问题和资源枯竭问题具有重要 意义。
风能
优势
可以再生，永不枯竭 清洁能源，没有污染 分布广泛，遍布世界各地
劣势
投资成本较高 稳定性较差
风能的应用
风力发电技术 利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来 促使发电机发电。
风能在船舶上的运用
20 世纪80、90 年代, 日本在风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装有普通翼帆的新爱德丸 ( Shin A-ito ku Maru) 油轮, 新爱德丸������ 号装有两个高12. 15 m、宽8 m 的风帆。之后又建造了扇蓉丸、日 产丸等机动风帆货船, 1984 年又设计和建造了26000 t 的臼杵先锋丸 ( Usuki Pioneer)和另一艘31000 t 的现代风帆助航远洋货轮。 1980 年, 巴黎Pier re 和Marie Curie 大学和Cousteau 本部研究小组利用空 气动力学方面的知识, 发明了船用涡轮帆。 2007 年12 月15 日全球第一艘用风筝拉动的货轮白鲸天帆号( Beluga SkySails) 由德国汉堡市起航。
谢谢观赏
小结
从船舶设计阶段, 就要充分考虑新能源的利用。 有利于船舶新能源的充分利用; 有利于降低船舶 的制造或改装成本, 同时提高船舶的可靠性。 单一的新能源具有一定的局限性，可以考虑各种 新能源的混合利用。 从实际出发，可以综合考虑传统能源和新能源在 船舶上的综合利用，提高船舶动力来源的多样性。 在不久的将来，我相信，更环保，更安全的新能 源动力船舶将会更好的造福于我们的生活，并且 会为我们的生活提供更好的服务。