氢氧燃料电池系统能量模型与仿真

针对氢氧燃料电池系统,从氢能储存、氢能转化、电能消耗和热能利用四个方面出发,建立系统能量参数模型,仿真系统能量参数随运行工况变化曲线,对参数加以预测和评定,从而指导燃料电池系统设计。     

现代燃料电池系统的商业化进展

在最近3年里，公共领域对燃料电池动力系统的关注程度有明显的提高。特别是在北美、日本、德国及冰岛等地首先考虑的是氢燃料转化的经济性。而在英国，情况不是这样，根据政府关于未来运输政策的声明及在沃金公司商业化燃料电池动力装置的首次公开演示，这一情况得到了改善。介绍了燃料电池技术在运输业、固定式动力及军品市场的发展现状。所有主要汽车制造商继续评估燃料电池驱动汽车的应用前景，许多工作都是由加利福尼亚燃料电池合作商提供赞助。在美国、日本和欧洲的这一领域，正在进行首批固定式动力装置样机的评估。美国海军的电动舰船项目继续评估采用Dieso 76作为氢源的熔融碳酸盐和质子交换膜燃料电池系统。HDW公司的燃料电池驱动潜艇项目继续向前发展，该项目以第一艘潜艇和1个增加的订货清单命名。但是，关键技术难题仍制约燃料电池系统的普及。燃料电池系统造价仍旧很高，氢的来源及利用率一直是该技术主要挑战性与竞争性难题，有待进一步改进。详细介绍了燃料电池防卫应用方面的进展，讨论了商业化燃料电池在未来防卫应用方面的研制成果。     

燃料电池技术及其船舶应用现状

燃料电池由于具有高效率、低排放和低噪声、可使用多种燃料等特性,已在很多领域得以应用,比如可用作船舶应急发电机、发电机及推进器电力供应装置。简要介绍燃料电池技术,从效率、能量利用及排放等方面分析燃料电池的特点,并以Wart sila公司开发的应用于船舶的固体氧化物燃料电池WFC20为例,介绍目前最先进的船舶燃料电池的性能指标和工作参数,对燃料电池在船舶应用的现状及主要不足进行探讨。     

船舶柴油机主动力装置总能系统能质分析

船舶柴油机主推进动力装置的能源是燃料燃烧产生的热能,这些热能中除部分经柴油机动力系统转换为机械功能作为主推进动力外,其排气和冷却水余热往往经过废气锅炉和制冷装置回收利用。图1为某700TEU集装箱柴油机船舶主动力装置热力系统图。这是一种典型的大功率柴油机船舶主动力     

柴油机动力装置不同节能方案的热能利用率分析

在船舶动力装置中,柴油主机、柴油发电机、副锅炉中的燃料化学能分别转化成机械能、电能、热能后在动力场进行二次能分配时是相互依赖的。本文根据二次能的分配关系,提出了动力装置中不同节能方案的热能利用率深化的分析方法。通过700TEU集装箱船的实例计算,利用优化程序分析,论述所推荐的热效率模型和分析方法之有效性,得出700TEU集装箱船动力装置节能措施的节能率为3.16％,接近1986年国家统计局公布的工业部门的节能率4％。     

潜艇AIP系统和燃料电池

德国在常规潜艇中成功地加装了燃料电池AIP系统,这是燃料电池最为成功的应用实例.这种成功首先来源于燃料电池具有本质上的优越性.同时也发挥了燃料电池的主要长处(能量转换效率高、比能量高、副产物是水),避免了燃料电池的短处(价格高,使用寿命目前还不够长),为燃料电池的开发提供了范例.     

基于Simscape的船舶动力装置建模及设计平台开发

燃气轮机是船舶领域应用范围很广的一种动力装置,燃气轮机将燃料的内能转化为蒸汽动能,推动船舶主轴及螺旋桨运动,产生前进的动力,研究和优化船舶动力装置具有重要意义。Simscape是Matlab软件的子模块,在处理动力系统仿真等方面有很突出的优点。本文基于Simcape软件平台对船舶燃气轮机动力系统进行建模与仿真,提升燃气轮机的能量利用率,改善船舶动力系统的工作效率。     

论热力动能装置发展的前景

本文从各种能源转化效率的提高出发，叙述了热能动力装置的发展，介绍了国际上燃气轮机和蒸气轮机技术的最近发展的最后预测了船用动力装置的发展前景。     

燃料电池作为船舶动力装置的可行性分析和研究

通过分析燃料电池的特性参数,对燃料电池作为船舶动力装置的经济性、安全性和可靠性进行了分析和探讨.相对于传统的柴油机和燃气轮机,燃料电池在效率、维修和保养方面有着巨大的优势;从现有的能源消耗方式及对环境的影响来看,氢燃料电池有着无可比拟的环境优势--零污染;此外,燃料电池所需的辅助设备少、自动化程度高、配置灵活、结构简单,故出现故障的概率远远低于传统的动力装置.随着科技的发展,燃料电池的材料和制造工艺将不断得到完善和提高,在不久的将来,燃料电池将成为船舶的主要动力设备.     

大型船舶主机废气热能回收装置的热平衡分析

对一般船舶的主机废气热能回收系统进行了热平衡分析,通过实例计算,求出了该系统的状态参数、输入输出的能量、热效率和损失系数,得出其热量平衡图.计算表明,采用热平衡分析可了解该主机废气热能回收系统的能量分配和利用情况、整个动力装置热效率的提高程度.热平衡分析结果将用于热经济分析以基础数据.