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绿色智能船舶混合电力推进系统

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采用直流母排变频组网实现 1000Kw 电动输出功率,智能发电机使用清洁能源燃料,采用天然气 或甲醇,亦或是天然气和甲醇的混合燃料。清洁能源甲醇和天然气比柴油燃料具有更好的排放优势, 尤其是甲醇燃料自身含有 50%的氧元素,对降低排放物有明显帮助。目前,智能发电机的排放已满足 国六排放要求。


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智能发电机输出的电能可为船舶动力电池补充电能,同时经 DC/AC 转化器后通过驱动电机驱动螺 旋桨,作为船舶主推的动力;也能为船舶用电设备提供电源,如照明、水泵等,即可替代原船舶辅机 (发电机组)。

采用智能发电机后电动船舶可以大幅度减少动力电池数量,为用户节省电池的开销,又能增加船 舶的续航里程(发动机有燃料的情况下即可运行)。

直流组网 1000Kw 智能发电机组由 4 个独立的智能发电机组成,系统可根据动力电池使用状态、 船舶航行状态(航速、顺水/逆水等)来自动选择某一个或几个智能发电机工作,为动力电池充电及为 驱动电机提供电能。这样使得智能发电机始终运行在一个较高热效率区间。


传统主推发动机螺旋桨曲线及发动机热效率图:


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低速区域:发动机热效率为 25~30%之间,平均热效率为 28%

中速区域:发动机热效率为 30~38%之间,平均热效率为 33%

高速区域:发动机热效率为 40%以上, 平均热效率为 40%


东莞传动开发匹配的甲醇发动机如下图,从万有特性来看发动机燃油消耗率低于 465g/kwh 的区域较 大,其匹配在智能发电机后的工作区域如图所示。


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成本及使用经济性对比:


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备注: 

1. 智能发电机包含发动机、发电机、控制器、逆变器及相关零部件。

2. 柴油机低速区域热效率按照 28%,燃油消耗率 290g/kw.h,中速区域按照热效率 33%,燃油消耗率 240g/Kw.h,高速区域按照热效率 38%,燃油消耗率 210g/Kw.h。甲醇智能发电机燃油消耗率按照 465g/Kwh,发电机效率 97%计算。

从上面表格对比数据来看,采用智能发电机燃油经济性在中低速区域有明显提升,高速区域基本一致。 低速区域采用智能发电机后燃油成本降低 25%,中速区域降低 10%。