光伏发电在船舶上的应用

光伏发电在船舶上的应用

发表时间：2019-05-05T17:07:28.450Z 来源：《电力设备》2018年第31期作者：孙世文1 许崇青2

[导读] 摘要：在我国各领域发展中，能源的需求量在不断加大，而光伏发电作为一种利用光能发电的新型技术，其产生的能源非常清洁，我国当前对于船舶制造与运行的环保要求相对较高，在船舶当中应用光伏发电技术拥有较好的前景，本文就光伏发电技术在船舶当中应用的优势进行了分析，而后就其关键技术进行了探讨，进而就其未来前景进行了研究。

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摘要：在我国各领域发展中，能源的需求量在不断加大，而光伏发电作为一种利用光能发电的新型技术，其产生的能源非常清洁，我国当前对于船舶制造与运行的环保要求相对较高，在船舶当中应用光伏发电技术拥有较好的前景，本文就光伏发电技术在船舶当中应用的优势进行了分析，而后就其关键技术进行了探讨，进而就其未来前景进行了研究。

关键词：光伏发电；船舶；应用管理

引言

过去一段时期，我国经济与社会迅猛发展，船舶运输行业在这样的背景下也得到了快速发展，但是由于近些年我国对于环境污染治理的力度加大，而大部分船舶都还在采用柴油机驱动模式，在船舶运输行业发展中，船舶运输规模增大就会加大船舶的石油消耗，同时由于柴油机的燃烧不充分也会带来很大的污染问题，在船舶中应用光伏技术可以提升船舶能源利用的清洁性，使船舶运输过程中的污染问题得到缓解，为我国船舶运输行业环保价值的优化提供助力。

1光伏发电技术在船舶当中应用的主要优势

在我国环保意识不断强化的今天，新能源得到了各领域的认可，光伏发电技术也在很多领域得到了推广，在未来，为了能够符合我国船舶管理要求，船舶会广泛应用新型能源，光伏发电技术的应用有如下优势。

1.1能够降低船舶运输所消耗的成本

在光伏发电技术应用到船舶当中后，船舶制造生产中就会将光伏发电设备以及太阳能和风能复合能源技术设备代替一些能源线路为船舶照明以及一些应急系统等进行功能（当前只实现了小型船舶的光伏发电驱动供能），这样供能方式的转变就会给很多船舶功能系统的使用带来清洁能源，而这些能源来自太阳光的转化，是不需要消耗成本的，所以，光伏发电设备的应用可以有效降低船舶运行的成本。

1.2有助于提升船舶供能系统运行的环保性

光伏发电技术的一大特点就是清洁无污染，同时相较于过去船舶上的一些人力供能系统，也节约了人力资源，光伏发电在船舶当中的应用可以有效降低过去柴油船舶供能系统的污染，同时由于柴油供能系统还有一定的人工控制需求，也能够有效减少人工成本，由于柴油机运行时的浓烟和噪声对于船舶运行人员的身体会造成影响，使用光伏发电技术可以有效摒除这些弊端，提升船舶供能运行的安全性与环保性。

1.3一些地区太阳能较为充足

在我国大部分地区都有较为充足的太阳能，太阳能取之不尽，并且也不会消耗其他矿产资源，在船舶供能系统运行中应用光伏技术可以降低柴油等石油产品的消耗，对于小型船只可以使用蓄电池对于光伏产生的电能进行存储，有利于能源持续供应的实现。

2在船舶上应用光伏发电技术的常用技术

2.1船舶平台太阳能技术

将太阳能技术运用到船舶当中就必须通过太阳能电池的科学设置，将其融入船舶平台设计当中，太阳能电池板必须布置在能够接受阳光直射的开阔平台区域，船舶使用的太阳能电池板面积越大，其供电能力越好，船舶总体布置中还应对船体水动力性能进行综合考量，并在保证船舶总体涉税部分科学设计的前提下进行电池板安装设计，并尽量扩大电池板面积，由于大型运输船通常都是一些单体穿，因为船型的关系，甲板面上需要进行有机电设备以及船舶装载设施等的设计，太阳能电池板的面积不会大，只有那些船体上层结构连续的滚装船才适合进行大面积太阳能电池板的安装设置，当然，如果实在需要，也可以将太阳能电池板安装到一些伸出船体位置的船舶延伸部位上面。

2.2光伏系统技术

太阳能电池是太阳能发电系统的核心元器件，从上个世纪中叶太阳能电池发明以来，已有多种类型，太阳能转换效率也不断提高。太阳能电池主要分为晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池和新型太阳能电池。但其中薄膜和新型太阳能电池多数还处于实验室阶段，有人预测至少到明年，晶硅电池仍将占据一半以上的主流份额。并且规模化生产的晶硅电池效率为百分之十五左右，晶硅电池制作过程复杂，价格昂贵，从船舶应用太阳能对能量密度、海上环境寿命和成本控制考虑，一些新型太阳能电池更值得关注，积极发展高效、耐候性好、长寿命、低成本的太阳能电池技术，才能够为船舶运输行业带来发电效率的提升和设备成本的降低，使得太阳能成为真正的绿色船舶能源。

2.3太阳能储能系统技术

为了保证船舶能够全天候使用太阳能，就需要应用高效储能装置，通过储能装置把光照较强时段多余的光伏电能储存起来。现阶段储能装置主要有铅酸蓄电池、高性能储电装置以及燃料电池等。其中常规铅酸蓄电池能量密度低，并且充放电循环寿命短，较不适宜在安放空间限制较大的船舶中应用。其中较有发展前景的储能技术为燃料电池技术，在当前部分汽车以及船舶当中已经将燃料电池作为动力能源，不过把燃料电池与光伏技术结合的研究并不多，当前较为普遍的氢燃料电池是常见船舶储能装置，但其实其制氢以及储氢技术问题还有待解决，而结合光伏技术，通过太阳能发电对纯净水进行解离制氢则可以实现，同时克服了部分地区太阳能能量密度不足以及光照时间较短的问题，并且近年来中科大的李灿团队还研发了利用太阳能电池与双氧水燃料电池进行耦合的叠层电池技术，这有助于我国燃料电池技术与光伏发电技术结合应用在船舶当中的应用推广。

3未来在船舶当中应用光伏技术的发展趋势研究

我国为了降低船舶运输当中的污染问题，业界学者都在积极进行新能源技术应用研究，光伏发电技术应用主要就是利用太阳能产生电能，借此来形成船舶驱动力源，或者为船舶日常活动提供电能，在小型船舶方面，由于光伏发电技术的高效性可以完全满足这类船只的供能需求，只是在一些阳光照射不足的情况下才需要使用其他供能设备如蓄电池等，不过如果由船体形状的关系导致船只所能布设的太阳能电池板无法保证面积就只能设置上内燃机供能系统，在当前我国光伏发电技术作为驱动能源的船只类型通常为小型游览船，这样可以利用