芻議新一代船舶能源動力系統(tǒng)
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剖析新一代船舶能源動力系統(tǒng)的研究方向
隨著社會的進(jìn)步和發(fā)展，環(huán)境保護(hù)生態(tài)平衡和能源循環(huán)利用問題越來越被社會各界人士所重視，以及世界的能源發(fā)展與結(jié)構(gòu)變化都讓能源科學(xué)面臨著新的挑戰(zhàn)，也促使了對于新一代能源動力系統(tǒng)的研究，在這樣的大背景和大環(huán)境下，關(guān)注新一代船舶能源能力系統(tǒng)的研究是極其重要的。文章從現(xiàn)今船舶動力系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)格局和種類出發(fā)，結(jié)合船舶柴油機(jī)動力系統(tǒng)的不足，淺談研究應(yīng)用新一代船舶能源動力系統(tǒng)的意義，并介紹了新一代船舶能源動力系統(tǒng)的研究方向。
一、現(xiàn)今船舶動力系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)格局和種類
船舶動力系統(tǒng)作為船舶上最重要和最主要的設(shè)備，其價值占全船總設(shè)備成本的百分之三十五，由船舶主機(jī)（蒸汽輪機(jī)、柴油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等）、傳動系統(tǒng)、推進(jìn)器組成�，F(xiàn)今世界上的船舶動力系統(tǒng)的推進(jìn)方式主要有以下四種：首先本文由畢業(yè)論文網(wǎng)http://www.78375555.com收集整理，往復(fù)式蒸汽機(jī)被蒸汽輪機(jī)取代，之后蒸汽汽輪又被柴油機(jī)所取代，現(xiàn)今主要在液化天然氣船或是核動力軍船上應(yīng)用，蒸汽輪機(jī)的技術(shù)研究與發(fā)展趨勢傾向于可靠性、機(jī)動性以及操縱性的不斷增強(qiáng)，設(shè)備的簡化等；第二，柴油機(jī)是現(xiàn)今最重要也是最主要的動力推進(jìn)方式，全面取代了往復(fù)式蒸汽機(jī)和蒸汽輪機(jī)，應(yīng)用于各類船型；第三，燃?xì)廨啓C(jī)這一推進(jìn)方式現(xiàn)今主要是應(yīng)用于軍船上，上世紀(jì)50年代開始應(yīng)用于船舶領(lǐng)域，但應(yīng)用范圍比例一直無法突破；第四，電力推進(jìn)系統(tǒng)，這推進(jìn)方式是上世紀(jì)90年代開始應(yīng)用在船舶領(lǐng)域，但應(yīng)用范圍比例也一直不高，只有軍船或是小型商船會選擇這一推進(jìn)方式。現(xiàn)今船舶動力系統(tǒng)的設(shè)計、研發(fā)仍是由一些歐美國家和日本所壟斷，且鍋爐、蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等也都由他們掌控，只有柴油機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)的制造現(xiàn)已轉(zhuǎn)至中、日、韓這三國。
二、研究應(yīng)用新一代船舶能源動力系統(tǒng)的意義
現(xiàn)今的船舶動力裝置，基本都為柴油機(jī)動力裝置，但是船舶柴油動力系統(tǒng)卻與現(xiàn)今時代可持續(xù)發(fā)展的主題極為不符，環(huán)保和節(jié)能方面存在著明顯缺陷。如：首先燃用的柴油和重油都是不可再生資源，現(xiàn)今石油資源日益枯竭，對再生能源的呼聲越來越高；其次使用柴油，其廢氣排放問題很嚴(yán)重，雖然航運對廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)限制較嚴(yán)格，但是一些小型的內(nèi)河船舶使用的柴油設(shè)備過于老舊，排放性能不好，且維修費用和水平都不高，造成的環(huán)境污染也就更嚴(yán)重；第三，柴油機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)特點使船員面臨著難以避免的振動、噪音問題，對于其工作質(zhì)量和生活質(zhì)量的影響都很大，特別是一些小型的內(nèi)河船舶，聽力受損程度更大。由于船舶柴油機(jī)動力系統(tǒng)面臨存在著如能源類型、噪音和排放等一些問題，因此研究新一代船舶能源動力系統(tǒng)就顯得更為重要和必要。尤其是從我國的能源消費結(jié)構(gòu)來看，推廣應(yīng)用新一代船舶能源動力對可持續(xù)發(fā)展也有著重要的意義。
三、新一代船舶能源動力系統(tǒng)的具體研究方向
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利用風(fēng)能主要指利用風(fēng)力發(fā)電或是風(fēng)帆助航的風(fēng)能為動力這兩種形式，應(yīng)用于船舶動力主要是作為船舶航行的主動力和輔助動力而言的，風(fēng)力發(fā)電在船舶上的應(yīng)用較少。但由于風(fēng)能發(fā)電受限于航道的風(fēng)力影響因此不太可能大規(guī)模推廣。
（二）太陽能動力系統(tǒng)
現(xiàn)今對于太陽能動力系統(tǒng)的研究還是較多的，特別是大型太陽能動力船舶技術(shù)的研發(fā)，但一些關(guān)鍵性問題也需要繼續(xù)探索。比如說：研制高效率的太陽能光伏裝置、太陽能動力船舶船體平臺研究不屬于能源科學(xué)、儲能裝置的研究與應(yīng)用、氫燃料電池儲能裝置的開發(fā)等等，由于這幾點因素，大規(guī)模應(yīng)用并不現(xiàn)實。
（三）民用核動力系統(tǒng)
對軍用船舶來說民用核動力這一新能源動力系統(tǒng)的應(yīng)用還是值得推廣的，但是民用船舶則不適合，因為這一系統(tǒng)裝置很特殊，它的整個系統(tǒng)的建設(shè)和設(shè)備的配套都是不同于普通船舶的，因此其在船舶建造、設(shè)計和驗收各個環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)也是不同的，技術(shù)要求和水平的規(guī)格不適合民用船舶。
（四）液化天然氣動力系統(tǒng)
未來液化天然氣會成為天然氣用于船舶能源動力的主要內(nèi)容，其高于壓縮天然氣的儲能密度和所占空間較小、安全可靠性很強(qiáng)等特點越來越受到能源科學(xué)研究的青睞。而且液態(tài)的儲藏運輸成本較低，維護(hù)管理簡單，能耗和噪音也較低。
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生物柴油的熱值比柴油低10左右，而且密度比柴油高它是一種含氧燃料，著火后的自供氧效應(yīng)，使燃燒速度高于柴油。是以摻混一定比例的生物柴油對發(fā)動機(jī)的燃燒排放動力性能進(jìn)行研究實驗的。
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現(xiàn)今同等功率的船舶，其燃料電池的應(yīng)用與柴油發(fā)電機(jī)組在性能上是具有可比性的，且燃料電池的功率比、環(huán)保等性能指標(biāo)也具有一定優(yōu)勢，因此研發(fā)燃料電池動力系統(tǒng)，改善不足，提高其穩(wěn)定性，有效降低成本是以后的研究方向。
研究和應(yīng)用新一代船舶能源動力系統(tǒng)是解決實話資源日益枯竭與污染排放日益加劇的關(guān)鍵，尤其作為世界主要石油進(jìn)口國、石油消耗巨大的我國，加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)的研發(fā)、樹立環(huán)保意識以及尋求配套政策支持是極其必要的。
