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1、沈阳师范大学新能源技术课程报告选题名称:太阳能动力船舶学生姓名：学 号：选课序号:完毕时间： 月 2 日 题目:太阳能动力船舶摘要：本次课题我将重要研究近几年新能源-太阳能在造船领域的发展，接下来我将就太阳能在国内的分布状况和它的优缺陷以及为什么太阳能动力被运用到全国乃至世界范畴内。此外我将简介近几年世界各国对于太阳能动力船舶的进展以及浅谈将来国内在此领域筹划和个人的发展趋势的预测。核心词：资源丰富 低污染低成本低强度 低运用率， 1 研究背景据大量数据记录,近几年全国范畴内气候变暖，多种大气的污染特别是国内浮现了严重的PM.5污染现象。北京,沈阳等地几日内空气污浊看不到建筑物,这就是由于长期
2、煤炭石油的使用产生了大量的酸性物质到空气中。此外,由于我们长期的使用以及大量的开采某些不可再生资源如淡水，煤矿, 金矿使得我们不得不面临资源的枯竭的问题，如果这些不可再生资源用完人们还如何生存下去,我们如何才干替代这些不可再生资源。固然了在科技飞速发展进步的同步人类对地球导致极大的伤害这是毋庸置疑的，特别是石油问题。石油的确可以产生极大的动能给航空飞机，飞船，汽车，铁路,以及船舶，运用这些代步工具使得人们大大减少了步行的时间成本，并且以便了生活提高了生活水平。在另一方面我们真的需要面对石油所产生的尾气排放已经大大超过预期原则。此外这一稀缺的资源一度使各国开战争抢，中东地区石油始终是各国竞相争夺
3、购买的典型例子。鉴于这样多的问题需要面对，为了减少对环境的污染,资源的储蓄人们绞尽脑汁的寻找某些新的能源,不断开发研究发现了大量的环保低碳的自然资源，如太阳能,风能，海洋能，氢能这些新能源避免了先前的环境污染，资源濒临枯竭等的问题,此外这些新能源大大的有助于保护我们的地球。近几年新能源已经被各国科学家所研究开发，例如风能发电，氢能作为汽车发动燃料的应用大概可以节省4%的石油，海洋领域的波浪能以及潮汐能仍然可以产生大量的电能。研究者们正在专研如何高效开采这些有着无限潜力的能量,来替代过去几年的古老资源。对于国内而言，太阳能分布随着纬度的升高而减少,国内的青藏高原喜马拉雅山脉有着极大的优势，大大的
4、阻挡了来自印度洋的水汽，使得某些降雨也只能降在山麓地区，虽然有些水汽没有受到山脉的阻挡,威力也已经被大大的削弱,然而对于国内的四川盆地这显然就是太原能分布较少地区。不仅在国内太阳能分布极为广泛，在整个地球太阳能的分布相称于同年石油，煤炭，天然气所产生的能量的6000倍，如此的惊天骇俗的资源不得不诱惑我们去开采，去运用。对于航运领域不得不面对的是,这是个耗资巨大成本较高的领域,无论是游艇还是轮船每次出行都需要消耗大量的动能,面对如此的物美价廉的机遇各国的船舶领域固然争先恐后的去运用太阳能动能与船舶当中。让我们不得不惊叹这是一种取之不尽用之不竭的资源。与煤炭石油相比太阳能不会导致任何环境污染。对于
5、一艘轮船而言每次轮渡一次需要消耗大量的石油来产生动能并且高档轮船将会产生高昂的电力成本,并且为了使旅行者们拥有一种舒服观光旅行这些轮船安装了电视电脑以及更多的电子设备，这些将需要更多的电能。对于造船者而言基本的造船材料经费就需要大量支出，并且还承当着出行安全的风险，为了减少成本赚取更多的利润，太阳能无疑使最佳的选择。这里有一种假设“如果把太阳能比作一吨黄色炸药爆炸时所释放的能量，那么每年达到地球便能供人类运用的太阳辐射能就相称于第一颗原子弹（2*4吨级)爆炸时所发出的能量”如此可见如果我们把太阳能对的的开采那么将会有更低的经费,我们将必要紧张资源濒临用尽的问题。此外太阳每日东升西落它分布非常的
6、广泛并且不需要开采，运送就可以直接运用。虽然分布在不同地区太阳的普照强度是不相似的，但是太阳能被各个地区以便使用的形式是大相径庭的。另一方面,对于船舶行业我们不得不考虑的就是运送的成本，在过去为了使船舶行驶，我们只能通过石油产生动能,开采石油资源将会耗费大量的人力物力。然而太阳能却完全可以解决这一难题，我们不需要开采运送甚至只是需要安装一种太阳能采集板就可以将收集到的太阳能转换为动能。这种低成本优势可觉得造船者们更早的收回成本从而减少风险。最后一点是非常重要的一点。人类的生活环境相称重要关系着将来子孙的生活状况以及地球的寿命,太阳能毋庸置疑是一种清洁的能源。目前人类所使用的常规能源都严重的污染
7、到大气环境，水源等,甚至有时还导致了酸雨。根据某些科学记录,人们想要花经费来清除所导致的污染将远远超过开采这些资源所消耗的经费的10倍。这更加阐明破坏的环境难以弥补。目前唯一可以做的就是减少这种污染率，太阳能就完全可以解决这种问题。我们始终强调要低碳环保，节能减排。目前交通如此的发达如果所有的交通工具都在使用石油产生动能，可想而知会产生多少二氧化碳以及其她过量的污染气体。然而这些二氧化碳由于过多排放将会覆盖整个大气表面从而产生了所谓的温室效应，全球气候变暖。将太阳能应用到船舶这个交通工具中将会大大的减少这种尾气排放,从而减少了我们对地球的污染。2太阳能的基本原理，系统构成月2日有德国制造的“星
8、球太阳能”号船身2装有5000平方米的太阳电池板，在船舶行驶过程中装将收集到的太阳能转换为行驶时的动能,此外安装大量的电池板,不仅可以在同一时间内大量的收集太阳能，并且可以将收集到的多余的能量储存下来储存下次航行使用。更加专业的来分析，我们可以理解为太阳能动力船舶发电是建立在光子的基本上，一种光子通过太阳能板的p形半导体和形半导体,在被半导体吸取后产生一种（负)电子和一种相相应得空穴（正),生成的电子和空穴共同决定了电流的大小,此外电子和空穴电势差决定了电压的大小,这些过程都是在-N活性层所发生的,因此说船舶上的太阳能电池板是运用了光传递能量的粒子性,从而将光能转化为电能。也就是所谓的光电效应
9、，如果温度升高将会是活性层变薄从而导致电压变低，光能转化为电能的能力减少。整套完整的太阳能动力船舶基本由太阳能电池板,太阳能控制器,逆变器和蓄电池所构成。其中太阳能电池板重要以硅为材料,钢化玻璃用来吸取阳光由于其具有超强的透光性,从而将光能更加高效地吸取，太阳能控制器用于控制蓄电池的充电与放电以及负载的电能需求,太阳能控制器可以说是一种较为核心的部分,逆变器具有检测监控的功能，它用来将收集到后的直流电和蓄电池中用来输出的直流电转化为交流电,产生电压提供电能此外蓄电池还可以将太阳能转换成的电能储存起来,当光照局限性或者夜晚船舶负载时可以将储存的电能释放。这些收集或者储存电能继续转化成行驶时的动能
10、来使船舶行驶。3 太阳能动能在航运中的发呈现状目前世界各国都在努力开发太阳能,大量资料显示“日本宣布与日本石油公司合伙,研制在船舶推动动力中运用太阳能汽车滚装船，该辆船舶全场米可以装载600辆汽车，船上装有32块太阳板，太阳能总发电量可以达到40KW,此辆船舶由于产生的电量只有船身的0.2%”，因此太阳能动力只用在机械和引擎等制动的动力系统中。日本筹划将在将来的6年内投资亿将发电率提高到1，运用能源技术将能源消耗量为目前一半的运送船舶。此外，世界最大的无污染的太阳能动力双艇船体,于有德国公司制造“该船开展了完全依托太阳能环球航行探险,该船长31m,宽15,排水量为6t最迅速度达到mi/h相称于
11、时速2km，可载50人，装载50平方米的太阳能板,本次船体航行00k，需时140天左右横跨大西洋,巴拿马运河，印度洋”。此外国内也已经研制出类似的星球太阳能号叫做“尚德国盛号”，这是国内第一辆混合新能源动力的游艇，重要也是运用于旅游观光,专家指出这艘游艇将会受到上海的环境所影响，因此不仅要考虑游艇的低碳节能并且应当注重船身的设计，该游艇长1.,宽9.m,时速近15mh，可以容纳15名游客，此类游艇环保节能刚好保护了黄浦江的清洁。不仅如此辽宁省沈阳市近几年有人研制出首例太阳能小型旅游观光的船舶。根据发明者的陈述,她几乎花光了所有的积蓄来来购买核心材料一次又一次的失败为她后来的成功奠定了基本。她用
12、她的一半人生来研究该船艇,这个太阳能001号船已经通过沈阳政府的批准，该船可以乘坐2人，重要用于小型公园的观光。该船继续发扬了环保低碳的太阳能长处,此外该船舶无油,无电完全依托太阳能来产生动力，可以达到km10km/h然而我们不得不去面对些问题，虽然太阳能的确节能减排,保护了环境，但是太阳能的缺陷我们仍然是我们难以克服的难题。在地球表面上界的太阳能分布十分巨大，然而达到太阳能却强度太弱,也就是说单位时间内投射到地面的太阳能想到的少，从达到地球大气上界的太阳强度来说，地球大气层外面每平方米垂直于太阳光线的面积上接受到太阳辐射功率只有353瓦，垂直到地球表面的太阳能的辐射率只有640瓦这样的瓦数是
13、几乎不可以用电磁炉烧开一锅水的。因此我们不得不用大量的太阳板来收集太阳能。另一方面,太阳能相称的不稳定性,当遇到不同的地区,不懂得气候，不同的天气状况，不同的季节时,太阳能的分布将会有较大的差别。由于太阳在不断地运动因此冬季相对于夏季的辐射强度较为低,极端地区和赤道地区太阳能的辐射也将有较大的差别。虽然是同一种地区白天和夜晚的辐射强度显而易见。我们不得不说不同步间，不同地区所辐射到的太阳光是不相似的，应为每一种地区的阳光的入射角是不相似的。因此如果这个地区处在赤道，那么这里有每年的阳光直射，在这里的船舶如果运用太阳能就可以吸取到超过其她地区的能量如此就可以减少更多的成本。固然如果处在两极地区毫
14、无疑问真的不适合采用太阳能技术。这一问题始终困扰着我们,以何种方式来吸取更多的阳光将是我们下一步需要解决的技术问题。最后我们还研究发现太阳能是一种不持续的光，基于前面我们所讨论的不同地区所接受的阳光强度是不同的,并且由于太阳东升西落每天总也某些地区在白天时令某些地区处在夜晚。我们可以说,每天平均每个地区将接近一半的时间处在所谓的“黑暗”中甚至我们会想到南北极近乎几种月极昼极夜的现象。这阐明昼夜的因素的确会使太阳能的供应不持续，那么也就是说我们有更加少的时间来获取太阳能资源。此外，天气状况也会严重影响太阳能的辐射限度，遇到阴雨天，云雾天，以及其他的恶劣的天气状况，由于云层的遮挡太阳光的照射又将大
15、打折扣，更多的阳光被反射到大气层外，大量的太阳光不可以通过大气层如此，也就是说在这些天气状况游艇旅游仍然会受到天气状况的影响。甚至于不能提供启动的动能需求，如果在航行途中遇到天气骤变尚有也许困在汪洋大海途中。综上所述,如果遇到了阴雨天，夜晚航行虽然储蓄了白天的阳光能量然而仍然会有出行的风险，由于这写能量耗费大并且供应少。固然了忽视这些太阳能的劣势，不可否认太阳能的长处远远不小于它的局限性,目前太阳能动力船舶这项技术正在不断发展中,各个国家已经从先前的太阳能为辅其她能源为主的混合型方式转化为单一性太阳能方式,我们不断地更换太阳板的材料试图去吸取更多的太阳能，减少其反射的限度尽量的将其转化率提高。
16、4 结论与展望总的来说，太阳能作为一项可再生资源这个新能源分布广泛可以用遍及全球来形容，固然了有人说太阳能可以取之不尽,用之不竭来概括，我只能说目前来说太阳这个火球的确让我们可以供我们不断开采,但是如果我们肆无忌惮的没有节省措施的话再多的能源也会枯竭因此要爱惜太阳能合理开采。太阳能干净清洁并不会对环境导致任何的污染。如果将太阳能替代那些不可再生的资源如煤炭,石油不仅减少了对这些有限资源的挥霍，减少了污染气体排放量并且大大的为制造商减少了成本。能将太阳能转化成动能在船舶领域的确是每一种开发者最明智的选择。国内近几年在蓝皮书中就新能源的开发着重强调,如何采集更多的太阳能避免其分散,如何在多种气候状况的条件下任然可以运用太阳能,如何将太阳能与其她能源结合从而各取所长将会是我们将来探讨的问题。在将来的几十年
