太阳能船或太阳能游艇☀️ 透明太阳能玻璃组件的潜在应用☑️
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发布日期:2021年9月12日 / 更新日期:2021年9月12日 – 作者:Konrad Wolfenstein
利用太阳能辐射通过光伏发电(目前几乎全部采用光伏发电)作为能源的太阳能船,也被称为太阳能船舶。由于其在宽广功率范围内具有高效率,电动机在能耗方面优于内燃机。驱动功率通常在几百瓦到几千瓦之间。电池通常用作缓冲。因此,理论上它们的续航里程是无限的——类似于帆船。与帆船不同的是,它们特别适合在运河和河流中航行。大多数被称为太阳能船的电动船不仅配备太阳能发电机,还可以通过市电充电器充电。在这种模式下,船舶在停泊时与电网连接。如果船上还配备逆变器,则可以将船上的电池充满电,然后将船上太阳能发电机产生的能量输送到电网。然而,在开阔水域或海洋上进行长距离航行时,通常需要额外的推进系统,例如帆、风力涡轮机或柴油发电机。后者在寒冷环境中可用于同时供暖。对于小型船只而言,人力驱动已被证明是柴油发电机的有效替代方案。由于功率密度低,太阳能驱动不适用于持续高功率需求的应用(例如高速航行)。.
以下是一些开创性的例子:
太阳能船“蛇怪1号”
1989年,三体帆船“巴塞利斯克1号”(Basilisk 1)完成了一次往返航行:巴塞尔 – 科布伦茨 – 特里尔 – 萨尔布吕肯 – 斯特拉斯堡 – 巴塞尔。1990年,它甚至完成了从巴塞尔到伊维萨岛附近(2000公里)的航行。在距离终点50公里处,船长马蒂亚斯·韦格曼(Matthias Wegmann)因一系列不幸事件被迫弃船,后被一艘货轮救起。技术规格:船长5米,船宽4.5米,排水量0.3吨,可搭载4名乘客,设有2个铺位,光伏系统功率500瓦/时速10公里,电机功率2千瓦/时速13公里,铅酸电池容量2千瓦时/重60公斤。这艘船配备可折叠轮子,甚至可以作为太阳能汽车以30公里/小时的速度在公路上行驶,但从未获得道路行驶许可。.
太阳能船 Basilisk 2
Basilisk 1 的改进版:由于太阳能船在海上性能永远无法与帆船媲美,而帆船又几乎无法在河流/运河中使用,因此这艘船的设计完全针对内河航道。它目前在法国的河流和运河上航行,停泊在第戎港。技术参数:船长 6 米,船宽 4.5 米,排水量 0.5 吨,太阳能电池板功率 800 瓦/10 公里/小时,电机功率 24 伏 2 千瓦/12 公里/小时,初始电池为铅酸电池,容量 4 千瓦时/120 公斤,之后更换为磷酸铁锂电池,容量 5 千瓦时/50 公斤,可容纳 4 名乘客,4 个铺位。特色:拖轮安装在舷外支架上,船首装有可拆卸的牵引钩,折叠后无需额外拖车即可用任何汽车牵引。.
太阳能船 Basilisk 3
这是第一艘,也是直到2017年唯一一艘完成巴塞尔-阿姆斯特丹-巴塞尔航线的太阳能动力船(当时航速最高可达12公里/小时),于2010年7月7日至31日期间完成,每天航程约70公里。该船采用三体船设计,主船体呈波浪形,配备6千瓦电机,航速可达16公里/小时。技术参数:船长12米,船宽4.5米,空载排水量2吨,载12名乘客时排水量3吨,太阳能电池板功率1.8千瓦峰值功率/航速12公里/小时,电机功率6千瓦/航速16公里/小时,铅酸电池容量20千瓦时,重量600公斤,设有6个铺位、卫生间和厨房。.
太阳能渡轮 Aditya
Aditya 是一艘太阳能渡轮,运营于印度喀拉拉邦的 Vaikkom 和 Thavanakkadavu 之间。该船于 2017 年 1 月 12 日由喀拉拉邦首席部长斯里·皮纳拉伊·维贾扬和中央电力和可再生能源部长斯里·皮尤什·戈亚尔共同揭幕。.
这是印度第一艘太阳能渡轮,也是印度最大的太阳能动力船。该船由位于印度科钦的NavAlt太阳能和电动船舶公司设计建造。NavAlt是由Navgathi Marine Design and Constructions、Alternative Energies(法国)和EVE Systems(法国)组成的合资企业。.
2020年8月,MarineLink报道称,喀拉拉邦计划在年底前将同一条航线上的三艘柴油渡轮更换为太阳能渡轮。报道指出,Aditya号太阳能渡轮每月运营成本约为79美元,而柴油渡轮的运营成本则高达2867美元。三年来,Aditya号已节省超过10万升柴油。喀拉拉邦水运部也已决定将其全部48艘柴油渡轮更换为太阳能渡轮。.
太阳船阿尔斯特森
2000年,汉堡的阿尔斯特旅游公司(Alster Touristik)为太阳能动力船“阿尔斯特松号”(Alstersonne)举行了命名仪式。该船长26.53米,是当时世界上最大的太阳能动力船。它是一艘双体船,配备两台8千瓦的电机。[7] 该船可容纳100名乘客,最初配备的是带有集成光伏组件的亚克力玻璃顶棚。2006年,亚克力玻璃顶棚被真正的玻璃顶棚取代,并且玻璃组件的角度也进行了调整。.
太阳能双体船 Tûranor PlanetSolar
“图拉诺尔太阳能星球号”(Tûranor PlanetSolar)是一艘双体船,于2010年3月31日下水,完全依靠太阳能驱动。当时,它是最大的太阳能动力船,长31米,重84吨。该船由240千瓦的电机驱动,开始了环球航行。它于2010年9月27日从摩纳哥出发,穿越巴拿马运河,并于2011年1月底抵达加拉帕戈斯群岛。经过近485天的航行,这艘太阳能动力船于2012年5月4日返回摩纳哥,完成了环球航行。.
- 太阳能双体船 Tûranor PlanetSolar – 图片:Igor Karasi|Shutterstock.com
- 太阳能双体船 Tûranor PlanetSolar – 图片:Igor Karasi|Shutterstock.com
- 太阳能双体船 Tûranor PlanetSolar – 图片:Igor Karasi|Shutterstock.com
- 太阳能双体船 Tûranor PlanetSolar – 图片:Igor Karasi|Shutterstock.com
这艘船的故事可以追溯到2004年。当时,瑞士急救员拉斐尔·多姆扬(Raphaël Domjan)立志成为首位驾驶太阳能动力船环球航行的人。他与法国政治家兼航海家杰拉德·达博维尔(Gérard d'Aboville)共同构思了这个项目。达博维尔曾在上世纪八九十年代独自划船横渡大西洋和太平洋,成为首位完成此壮举的人。两人最初计划建造一艘小型双人船。后来,达姆施塔特企业家、威娜(Wella)继承人伊莫·斯特罗赫(Immo Ströher)通过一篇新闻报道了解到了这个项目。他成功说服多姆扬和达博维尔建造一艘更大的船,并制定了专业的宣传策略和船舶未来用途规划。.
该项目总成本预计约为1500万欧元,主要由伊莫·斯特罗赫及其瑞士控股公司Rivendell提供资金。Rivendell主要投资于可再生能源、回收利用和环境保护技术。斯特罗赫是德国最早推广太阳能的企业家之一。在他的支持下,Solon、Q-Cells、Younicos和Grundgrün等公司得以创立。.
这种具有未来感的设计,由一个主船体和两个辅助船体组成,出自新西兰设计师 Craig Loomes 之手,他来自新西兰的 LomOcean Design 公司。.
太阳船欧罗巴
电动机动船 Europa 在汉诺威的马什湖上作为观光船运营。.
太阳能动力船 Spree-Shuttle
“施普雷河穿梭船”(原名“盖恩霍芬号”)在2000年6月至2003年10月期间航行了5000公里。2003年夏季,这艘太阳能动力船仅需两次从电网充电。该船共运送了4000多名乘客。.
太阳能双体船 MobiCat
MobiCat是一艘电动客运双体船,其推进能源来自太阳能。该船于2001年7月下水,此后一直在比尔湖上运营。.
内河船只奥卡十号
“奥卡十号”是一艘非传统的内河船舶,用作研讨会用船,并且不使用化石燃料运行。.
这艘可容纳199名乘客的碳中和内河船舶由位于施特拉尔松德的奥斯特塞斯塔尔造船厂建造。柏林太阳能电池渡轮“Fährbär”号也产自这里。该船分为三层甲板,船体和上层建筑均采用钢材建造。最底层甲板设有技术设备,包括机舱、四个电池舱和燃料箱。2.4米高的中间甲板设有研讨室,该研讨室横跨船体整个宽度,并可通过隔断分隔成三个独立的房间。研讨室上方是铺设太阳能电池板的日光甲板。.
Orca ten Broke 长 35.55 米,宽 8.25 米,由一台 110 千瓦的电动机驱动,该电动机由容量为 200 千瓦时的电池供电。.
电池由屋顶上的32千瓦峰值功率(kWp)光伏组件和一台发电机充电。在天气条件良好的情况下,光伏系统可以满足全部能源需求。电池系统容量为250千瓦时。发电机由一台道依茨BF6M1013M发动机驱动,该发动机可使用氢化植物油、再生植物油和废油脂等石蜡基燃料,以及天然气(GtL)和生物质(BtL)等液体燃料。未来,将使用所谓的电子燃料(PtL),即利用剩余电力生产的二氧化碳中性燃料。该发动机采用热电联产(CHP)原理运行,同时提供电力和热能用于热水和供暖。为此,安装了一个1500升的缓冲水箱。地暖、良好的隔热性能和三层玻璃窗确保了较低的供暖需求。.
该能源方案旨在将已成功应用于低能耗建筑的高效节能技术移植到研讨会船上。该方案由船东费利克斯·艾森哈特 (Felix Eisenhardt) 制定,并与船厂的英戈·席林格 (Ingo Schillinger) 合作实施。.
如果无法系泊或抛锚,该船可使用可伸缩锚桩“停泊”。该船于2017年11月交付,并被调往其位于柏林的运营地点。.
太阳船
自2004年6月起,当时世界上最大的不锈钢太阳能双体船便在海德堡的内卡河上航行。这艘名为“太阳能船”的观光包船重51吨,长24.95米,设有80个室内座位和30个露天甲板座位。其巡航速度约为14公里/小时,满电状态下续航里程可达110公里。该船由两台25千瓦的三相电动机驱动。船顶仅中央部分覆盖太阳能电池板,因此两侧和中部视野开阔无遮挡。.
威悉河轮
自2006年4月起,两艘太阳能电动船在哈默尔恩的威悉河上运营,并成功吸引了大量游客。该旅游项目将于2008年继续开展,届时将推出技术更先进的新型船型。.
Sun21太阳能双体船
2006年12月初,一艘名为“Sun21”的太阳能双体船从瑞士塞维利亚启航,开始了太阳能船的首次跨大西洋航行。在加那利群岛停留后,这艘船及其五名船员于2007年2月2日抵达加勒比海马提尼克岛的勒马兰港,并于5月8日抵达纽约。该项目由马丁·沃塞勒发起。.
太阳船索隆
Sun21是柏林水道上太阳能动力船的原型船。2009年8月12日,Solon号由时任市长克劳斯·沃维雷特(Klaus Wowereit)命名。这艘Suncat 58型船配备了一台功率为5.6千瓦的Solon太阳能发电机。该双体船的电机总输出功率为2 x 8千瓦。电池容量足以支持在没有阳光的情况下运行10小时。Suncat 58最多可容纳60人。除了Solon号之外,同一制造商还提供可容纳12人的小型太阳能船,甚至还有豪华太阳能游艇。.
研究船“索尔格尼亚”号
配备光伏-氢能混合技术的电动或太阳能船结合了光伏电池和燃料电池,其中燃料电池由太阳能电池可逆产生的氢气提供动力。世界上首艘原型船“索尔格尼亚号”(Solgenia)由康斯坦茨大学开发,作为一艘研究船,自2007年初以来一直在博登湖上进行实际运营。.
太阳能氢动力船能源观察员
“能源观察者号”于2017年4月下水,是世界上第一艘能够自产自用氢气的船舶。该船由法国原子能委员会-法国国家技术研究中心(CEA-LITEN)的工程师合作开发,旨在测试和展示基于多种可再生能源耦合的完整生产链的效率。2017年春季下水后,该船开启了为期六年的环球航行,以优化其技术并引领一项旨在为能源转型开发可持续解决方案的探索之旅。法国生态与包容性转型部已任命该船为法国首个可持续发展目标大使。.
- 氢动力船能源观察员 – 图片:Ringo Chiu|Shutterstock.com
- 氢动力船能源观察员 – 图片:Ringo Chiu|Shutterstock.com
- 氢动力船能源观察员 – 图片:Ringo Chiu|Shutterstock.com
- 氢动力船能源观察员 – 图片:Ringo Chiu|Shutterstock.com
- 氢动力船能源观察员 – 图片:Ringo Chiu|Shutterstock.com
- 氢动力船能源观察员 – 图片:Ringo Chiu|Shutterstock.com
“能源观察者号”是首艘氢动力环球航行船,
该项目以一艘实验船及其探险活动为核心,旨在为能源转型寻找切实可行、创新有效的解决方案。凭借其先进技术,它将成为世界上第一艘能够利用多种能源在船上生产脱碳氢气的船舶。由于其研发的技术与贝特朗·皮卡尔和安德烈·博尔施伯格的太阳能项目有异曲同工之妙,因此它常被誉为“海洋版的阳光动力号”;又因其将作为生态、可持续发展和能源转型相关媒体内容的制作平台,而被称作“现代版的卡吕普索号”。
”科学
考察船是一艘漂浮实验室,旨在极端条件下测试一种创新的能源架构,以验证其在陆地上的可行性。该能源系统包含三种可再生能源(太阳能、风能和水力发电)和两种储能方式(用于短期储能的锂离子电池和用于长期储能的氢气)。该船可通过海水电解直接在船上制氢。其目标是测试并优化这些技术组件,使其协同工作,最终实现完全的能源自主。该船每年都会返回船厂进行航行和船上技术的开发分析。
技术应用
:这艘实验船由格勒诺布尔的CEA-LITEN与一支船舶建筑师团队合作设计,是首艘能够利用可再生能源自主制氢且不排放温室气体的船舶。该船将采用海水能源组合来制氢和储存氢气:三种类型的太阳能电池板,总面积130平方米(峰值功率21千瓦);两台垂直轴风力涡轮机(2 x 1千瓦);一台牵引风筝;以及两台用于制氢的可逆式电动机(2 x 41千瓦);此外,该船还配备一块锂电池(106千瓦时)、一套海水淡化装置、一台电解槽、一台压缩机、一个燃料电池(22千瓦)以及62公斤氢气。整个氢气系统重2100公斤。2019年,该船引入了一款新型的轻型电池。
太阳能双体船 SolarWave
SolarWave号于2009年12月17日下水,2010年1月27日举行命名仪式,并于2010年4月7日开启了其首次完全依靠自身能源的环球航行。这艘太阳能双体船长14米,宽7.5米,重12吨。其船顶覆盖着57平方米的太阳能电池板,并由两台10千瓦的电动机驱动。SolarWave号的独特之处在于,除了推进系统外,所有导航、运营和生活系统,以及电动辅助车辆(小艇和电动自行车)均由太阳能供电。该项目旨在展示在适合家庭出行的适航运动船上实现全球太阳能出行的可行性,并激励其他人效仿。2010年,这艘船沿莱茵河、美因河和多瑙河穿越欧洲,并横渡了黑海。.
太阳能双体船 Solaaris
Solaaris 是一艘铝制双体船,于 2012 年 4 月 2 日在施特拉尔松德的 Ostseestaal 造船厂投入使用,取代了明斯特阿塞湖上退役的水上巴士“Landois”。.
该船设计载客量为 68 人,排水量约为 14 吨,吃水 0.5 米,长 15.64 米,宽 4.6 米,由两台 15 千瓦的电动机驱动,电动机由两块 55 千瓦时的锂离子电池供电。.
平屋顶上安装了 28 个 185 瓦峰值功率的太阳能组件,旨在为电池在每天大约八次往返行程中供电。这些行程从阿塞梯田/金桥出发,途经弗莱利希特博物馆米伦霍夫码头,到达全能动物园/自然博物馆,然后返回。.
类似项目
太阳能氢动力船“能源观察者号”(Energy Observer)加入了一系列致力于技术、社会和环境的大型研发项目,传递着支持可再生能源的信息。该系列项目还包括自2007年以来一直在世界各大洋进行科学考察和环境保护的极地帆船“塔拉号”(Tara);首架太阳能飞机“阳光动力号”(Solar Impulse);以及2010年首艘环球航行的太阳能电动汽车“太阳能星球号”(Planet Solar)。2016年10月,“水资源竞赛奥德赛基金会”(Race for Water Odyssey Foundation)宣布,将为完全依靠太阳能驱动的双体船“太阳能星球号”配备氢动力技术,以期实现与“能源观察者号”项目类似的环球航行目标。.
计划中但尚未建成的、利用可再生能源在船上生产氢燃料的船舶包括“Orcelle”号。这艘渡轮旨在成为挪威-瑞典航运公司Wallenius Wilhelmsen Logistics的“绿色旗舰”。它利用太阳能和波浪能生产船上氢气用于推进。另一艘尚未建造的氢动力船舶是远洋游艇“Eco-Trimaran”,它也利用太阳能和波浪能。风能并非通过风帆,而是通过风力涡轮机来获取。即使船舶停靠在码头,这种能源也能用于船上氢气的生产。.
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