大型遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船舶碟式斯特林太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)建-論文.pdf

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1、第27卷第4期中國修船Vo1．27No．42014年8月CHINASHIPREPAIRAug．2014大型遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船舶碟式斯特林太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)建胡義，朱順敏，徐兵’(1．武漢理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院，湖北武漢430063；2．高性能船舶技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢430063；3．武漢理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院，湖北武漢430063)摘要：在現(xiàn)有船舶太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的基礎(chǔ)上，基于碟式斯特林太陽能熱發(fā)電技術(shù)，完整論述了在大型遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船舶上構(gòu)建了碟式斯特林太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)路線，包括目標(biāo)船的選定，電力利用

2、模式的評估，聚光鏡陣列的布置以及控制監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4個(gè)方面的內(nèi)容，并針對典型船舶典型航線分析了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)洋船舶；碟式斯特林；太陽能熱發(fā)電；技術(shù)路線中圖分類號：U664．6doi：i0．13352／j．issn．1001—8328．2014．04．008Abstract：Basedonexistingshipssolarphotovoltaiepowergenerationtechnologyandthedishsolarthermalpowertechnology，thetechnicalrou

3、teofdishstirlingsolarthermalpowergenerationsystemconstructedonlargeO—cean—goingshipswasexpoundedincludingfouraspects，thetargetshipselection，themodelevaluationforpowerutilization，thelayoutofcondenserarrayandthedesignofcontrolandmonitoringsystem．Andthen，theec

4、ouom—icsofthesystemwasanalyzedaccordingtothetypicalshipandthetypicalroute．Keywords：ocean-goingship；dishstirling；solarthermalpowergeneration；technicalroute近年來，在全球石化能源日趨枯竭，燃油占船舶運(yùn)輸成本越來越大及排放污染日益加劇的國際形1碟式發(fā)電系統(tǒng)組成和分類勢下，為使航運(yùn)業(yè)能夠可持續(xù)發(fā)展，世界造船業(yè)的主要研究方向開始集中在節(jié)能減排、探索新能源、1．1碟式

5、發(fā)電系統(tǒng)基本原理及組成大力發(fā)展船舶清潔可再生動力能源技術(shù)等方面?。碟式發(fā)電系統(tǒng)是通過在船舶航行過程中實(shí)現(xiàn)對太陽能作為一種清潔可持續(xù)使用能源，具有能太陽自動跟蹤的拋物面碟式聚光鏡將太陽光聚焦于源儲備足、環(huán)境污染少、市場潛力大等優(yōu)勢，使其位于聚光鏡焦點(diǎn)處的集熱器，集熱器加熱高壓氫氣成為現(xiàn)代船舶能源新的發(fā)展方向_2J。膨脹推動斯特林機(jī)活塞做功，通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶與光伏發(fā)電相比，碟式斯特林太陽能熱發(fā)電具動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化成電能輸出，作為輔助能源應(yīng)用在船有光電轉(zhuǎn)換效率高、發(fā)電規(guī)模靈活、場地平坦性要舶的照明系統(tǒng)、駕駛系統(tǒng)、空調(diào)

6、系統(tǒng)、輔助機(jī)械等求低、耗水量少等優(yōu)點(diǎn)J。方面，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的良好效果。因此在大型遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船舶上構(gòu)建碟式斯特林太碟式發(fā)電系統(tǒng)主要由聚光系統(tǒng)、太陽跟蹤系統(tǒng)、系陽能熱發(fā)電系統(tǒng)(以下簡稱碟式發(fā)電系統(tǒng))可以統(tǒng)支撐骨架和斯特林機(jī)4個(gè)部分組成，如圖1。在一定程度上緩解航運(yùn)業(yè)面臨的燃油價(jià)格上漲以及1．2碟式發(fā)電系統(tǒng)分類環(huán)保壓力。根據(jù)聚光鏡數(shù)目和能源利用模式的不同，碟式基金項(xiàng)目：武漢理工大學(xué)2013年自主創(chuàng)新基金項(xiàng)目(136805011)作者簡介：胡義(1975一)，男，湖北孝感人，副教授，博士，研究方向?yàn)榇靶?/p>

7、能源應(yīng)用技術(shù)及動力裝置性能分析?！?4·2014年第4期胡義，等：大型遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船舶碟式斯特林太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)建第27卷碟式發(fā)電系統(tǒng)聚光系統(tǒng)Il太陽跟蹤系統(tǒng)l1支撐骨架ll斯特林機(jī)聚光鏡}I聚熱器Il伺服系統(tǒng)ll程序跟蹤ll光電跟蹤ll太陽能斯特林發(fā)動機(jī)Il交流發(fā)電機(jī)渦輪蝸桿+電動機(jī)ll電動推桿lI齒輪箱+電動機(jī)圖1碟式發(fā)電系統(tǒng)組成圖發(fā)電系統(tǒng)一般分為由單個(gè)聚光鏡構(gòu)成的獨(dú)立供電的小型發(fā)電系統(tǒng)、多個(gè)聚光鏡陣列并機(jī)運(yùn)行的碟式發(fā)電系統(tǒng)、混合型碟式發(fā)電系統(tǒng)3種。1)單個(gè)聚光鏡構(gòu)成的獨(dú)立供電的小型發(fā)電系統(tǒng)如圖2所示。太

8、陽能斯特林機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能，作為普通家庭用電的補(bǔ)充，其水循環(huán)冷卻系統(tǒng)還可用于家庭熱水供應(yīng)，適用于城市單體別墅以及邊遠(yuǎn)山區(qū)日照充裕地區(qū)。由于受裝機(jī)容量限制，在大型遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船舶1一斯特林發(fā)電機(jī)；2一發(fā)電機(jī)支架；3一碟式聚光器；4一碟式上的推廣應(yīng)用前景不大。12345聚6光反射鏡支架；5一方位角控制電機(jī)；6一底座；7一光電傳感2)多個(gè)聚光鏡陣列并機(jī)運(yùn)行的碟式發(fā)電系器盒；8一