太阳能和风能在船舶上的应用分析

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太阳能和风能在船舶上的应用分析

武汉理工大学硕十学位论文

摘要

由于不可再生能源石油资源的日益消耗以及改善生态环境的迫切性，节能减排成为热门的世界议题。各大航运企业纷纷加大关注和投入的力度，考虑如何节约现有能源和开发利用新的能源。太阳能和风能等典型新能源便成为了船舶行业的目标能源，很多研究机构都在探讨典型新能源在船舶中的利用状况以及如何更好地在船舶上利用新能源。

本文就典型新能源在船舶中的应用进行了探讨分析，，主要从以下几个方面进行了详细的阐述：首先，对国内外太阳能动力船舶及风能在船舶中应用的发展现状和趋势进行了综述并介绍了新能源的种类及组成。然后阐述了太阳辐射的基本理论、太阳能光伏发电系统的相关问题；同时也阐述了风及风能应用的基础知识；总结了风能在船舶中的利用方式，并对风帆的种类和特点加以概括，对风帆的最优帆型进行了选择。接着就太阳能和风能在船舶中应用的关键性问题展开讨论，对太阳能动力船体平台的选择、太阳的自动跟踪以及光伏系统最大功率点跟踪控制、高效光伏系统的开发、电能的存储与转换、光伏系统的可靠性问题等进行探讨；并对风帆助航的船型、高效安全的助航系统、最佳操帆技术以及助航系统的设计等进行归纳探讨。

根据相关资料分别建立了船舶太阳能利用的计算模型和船舶风帆助航的计算模型，对太阳辐射强度随相关变量变化的曲线进行了描述分析，并通过查阅资料对母型船进行参数设置；通过编写船舶新能源评估软件对太阳能和风能在船舶中就某条具体航线进行了计算机仿真计算，并根据计算结果分别对太阳能和风能在船舶中应用进行了分析和总结。最后对全文论述进行了总结，并对后续工作进行了展望。关键词：太阳能，风能，船舶，计算机仿真

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