船舶新能源供電應用技術分析

王欣+周慶飛+李彥軍

摘 要 在能源危機和新能源開發的背景下，船舶新能源的應用問題成為學界關注的一個重點。新能源有其開發利用上的優點，與船舶特點相結合，可滿足船舶供電等需求，實現能源的節約利用，同時可有效降低污染，實現社會經濟的可持續發展。文章從新能源在船舶上應用的優勢出發，在分析船舶新能源供電系統建設的基礎上，探討相關供電應用技術的問題。

關鍵詞 船舶；新能源；供電；應用技術

中圖分類號：U664 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）04-0103-01

1 新能源及其在船舶上應用的優點

隨著新能源不斷的開發和應用技術的推廣完善，將其應用于船舶成為一種發展趨勢，并且有著較為廣闊的前景。新能源應用于船舶有著諸多的優勢，這主要體現為以下幾個方面。

1）新能源應用與船舶能夠有效的實現成本的降低。新能源及其復合型新能源的推廣應用，能夠實現造船成本的降低。在船舶的設計和建造中，新能源的應用能夠將相關電器設備的電力來源由新能源或者是復合型的新能源來代替，實現船舶照明和應急系統供電形式的轉變，從而實現船舶能耗的降低。以新能源來代替傳統船舶供電設備，能夠有效的降低船舶的自身重量等，實現生產成本的總體降低。

2）新能源的應用能夠保證船舶供電的安全性，降低對于人力的需求并且能夠實現環保的目的。新能源的優勢之一在于無污染，清潔性，將新能源應用于船舶供電時，能夠避免船舶供電所產生的大氣污染等。而這種新能源供電系統的建設和應用，有效的減少了傳統供電模式下對于人工的需求，降低了人工成本。利用新能源實現船舶供電，能夠傳統供電形式下所帶來的噪聲污染和對工作人員身體健康的不良影響，實現供電的安全。

3）新能源的來源豐富，供應充足。當前開發利用的風能和太陽能等資源具有取之不盡用之不竭的特點，在船舶供電中，對于該種新能源的充分開發和利用能夠有效的保證供電機組的持續運作，以蓄電池的形式來實現對電能的存儲，保證供電的持續性和對新能源的有效利用。

4）新能源廣闊的應用范圍為其在船舶供電系統中的應用提供了條件。將新能源應用于船舶中，可以不受環境等影響，實現船舶供電的持續性。在船舶供電系統的設計時，根據船舶條件及其供電方式的設計，選擇應用風能或者太陽能或者將兩者綜合應用，對供電能蓄積方式進行科學的設計，保證任何環境下都能夠實現電能的持續供應，保證供電的充足。

2 新能源發電應用系統

為保證船舶供電的持續性和安全性，便要在船舶設計的時對于供電體系做出科學合理的設計，從發電能源的選擇出發，設計科學的電能采集系統和供電系統，實現新能源的充分利用。

從當前船舶供電系統建設情況看，一般是利用風能或者是太陽能資源進行發電來滿足船舶的用電需求。具體系統的建設時，采用風光互補的發電系統，即在船舶上安裝太陽能裝置的同時也設置風力發電裝置，通過兩者的結合應用來實現船舶的供電。這兩種裝置能夠實現對光照和風力的充分應用，能夠有效的滿足船舶的用電需求。在該系統建設中，需要一定的風力發電機，同時要設置相應的太陽能電池板，并且配置相應的風力發電控制器以及光伏發電控制器等，實現對風力發電和太陽能發電的有效控制，此外，還要建設與電能想匹配的蓄電池組，實現對發電機組所發電能的及時有效的存儲。

在船舶發電系統建設時，要對每個構成部件進行精心的選擇和設計，保證供電的持續性和安全性。對于太陽能電池板的選擇，要從行業發展的前瞻角度出發，選擇具有較好的環境適應性能和較好的電力歸集效果的太陽能電池板，保證光伏組件的先進性，使其能夠更好的滿足發電和供電的需求。對于控制器的選擇上，根據風力發電所需構建的相關參數，選擇較好的構建，實現對風機的有效控制，從而保證風力發電機電流輸出的持續性和穩定性，有效的控制風機的速度和發電功率。而對于光伏控制器的選擇上，從而輸出電流與太陽能電池工作量的關系出發，選擇能夠性能較好的控制器，實現對太陽能發電的有效控制。而對于蓄電池的選擇上，對于電池的容量等予以充分考慮，保證發電系統所產生的電力能夠及時予以儲存，同時能夠實現供電補償的效果。

此外，要注意供電系統安全監測和控制相關模塊的建設。在新能源供電系統建設中，供用電的安全也是不同忽視的，通過安全監測與控制模塊的建設，能夠實現對新能源系統安全的實施維護。該模塊通過對新能源供電系統平臺實時監測，對相關數據進行綜合分析的基礎上，及時發現系統運行中的一些故障，從而采取有效措施進行解決，保證供電系統的正常運作。

3 船舶新能源供電應用的技術分析

新能源應用于船舶供電中時，在供電系統建設中除了注重相關構件的選擇外，還應該注重所使用的技術方式。

為保證供電的持續性和安全性，要對發電機組的功率進行跟蹤觀察。綜合運用多種測量方法來獲取發電的功率，并且進行相應的計算分析，實現對太陽能光伏發電及其風力發電功率的跟蹤監測和控制，保證其在一定的限度范圍內，從而實現船舶用電的持續和安全。這一目標的實現要選擇恰當的方式，對系統控制器的運作等實現有效的控制，保證發電機的轉速和功率都處于可控范圍內，實現供電的可控制性。

供電系統建設的另一技術要點是對于電能的儲存和異變等問題的處理。在新能源供電系統中所產生的電能儲存有化學電能儲存和直接儲存的區別，前者是將電能轉化為化學能的形式進行儲存，比如蓄電池的形式，后者是以超級電容的方式來對電能進行儲存。因此，在蓄電池的選型設計時，便要充分考慮船舶新能源發電中可能出現的各種問題，培養較好的能夠滿足電能儲存需求的蓄電池，保證多余電能得到及時有效的存儲。對于電池選擇時，充分考慮其容量、電能儲存的形式以及其在后續使用中的供電量等，為船舶用電的持續性提供保障。

船舶新能源供電應用中的技術，還應該包括供電系統的安全維護。對于新能源應用中可能出現的問題做出科學合理的應急預案，及時解決風力發電和太陽能光伏發電中的一些技術盲點問題，對于系統構件的故障進行及時的修復，保證供電的持續性和用電的安全性。

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