未来常规潜艇对新型动力系统的需求

本文从未来常规潜艇作战需求出发,提出必须发展新型动力系统,以满足全程水下、隐蔽作战需要的观点;分析了燃料电池的先进性,得出燃料电池是常规潜艇AIP最佳的动力方案;介绍燃料电池在国外常规潜艇的应用情况及我国潜艇用燃料电池发展情况;提出了我国燃料电池技术有关科研单位应当继续跟踪世界燃料电池技术并加强研究、有关职能部门应当及时推进燃料电池实艇应用的建议。     

船用氢燃料动力标准研究

氢燃料是一种零碳排放的清洁能源,在全球温室气体减排的大趋势下,众多耗能行业正在积极探索氢燃料应用技术,船用氢燃料动力也成为未来船舶动力的重要发展方向之一。本文围绕船用氢燃料动力,从应用模式、标准化现状等角度,全面探讨技术可行性、示范应用案例以及配套标准情况,研究认为氢燃料电池技术较氢内燃机技术在船舶领域更具应用前景。最后,结合船用氢燃料电池动力的基本原理,提出了船用氢燃料电池动力标准体系。     

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。     

燃料电池技术及其在船舶上的应用

以氢为燃料的燃料电池技术正快步迈向实用化，燃料电池装置在船舶上的应用研究取得了巨大的成就，采用燃料电池混合动力的潜艇已投入运行。本文对燃料电池技术的现状及在船舶上的应用前景进行了分析与介绍。     

燃料电池技术及其在潜艇动力方面的应用前景

各类燃料电池的技术特点和开发水平各有不同，包括早期航天用的氢氧碱性燃料电池和后来用于发电站的磷酸燃料电池，而将质子交换膜燃料电池用于电动汽车，近期有了突飞猛进的发展，潜艇AIP系统也将目光瞄准了燃料电池，德国U212／214和俄罗斯“阿穆尔”级潜艇都已开发使用了燃料电池AIP系统。     

中高温固体氧化物燃料电池发电系统发展现状及展望

本文概述了中高温固体氧化物燃料电池技术的基本情况,着重介绍了国外固体氧化物燃料电池技术的发展现状,展望了固体氧化物燃料电池的发展趋势,及其在城市/家庭热电联供、移动/固定式电站、与燃气轮机联合发电及船舶等领域的应用前景,并对我国固体氧化物燃料电池的发展思路进行了分析。     

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。     

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.     

常规潜艇燃料电池AIP的方案设计

介绍了燃料电池AIP的发展概况、特点,分析了我国常规潜艇采用燃料电池AIP的可能性及必要性。在此基础上,对燃料电池常规潜艇AIP进行方案设计,利用海军部系数法计算并选取模块功率,确定了燃料电池耗氧率以及根据续航力计算需要的储氧量,分析了3种不同规格的燃料电池功率模块对水下性能如续航力、续航时间和巡航航速的影响。方案设计结果表明,燃料电池AIP系统在我国常规潜艇中具有可行性,且在水下续航力、巡航时间等性能上比一般常规潜艇优越。     

氢燃料电池动力技术在船舶动力能效改进的应用

本文介绍氢燃料电池的基本结构和基本理论,开发一种结合氢燃料电池技术的船舶动力系统,针对新型船舶动力系统的电机选型、DC/DC转换器模块的电路设计等问题进行详细说明.为了验证氢燃料电池船舶动力系统的能效,在仿真软件Matlab中建立仿真模型,对比了 2种动力系统的能量消耗量.     

燃料电池船舶应用形式及其关键技术

为促进燃料电池等清洁能源技术在船上的应用,对船用燃料电池的应用形式和相关技术进行分析.系统总结近些年燃料电池在船上的应用情况,深入阐述燃料电池在船上的应用形式、适用性、燃料来源和动力系统等,重点分析低温燃料电池和高温燃料电池的特点及其在船上应用的功率范围.在此基础上,介绍国内外燃料电池船舶示范应用及相关技术的发展现状和趋势,指出燃料电池船舶发展和应用过程中存在的关键技术问题.     

小型船用PEM燃料电池仿真特性分析

随着能源的逐渐枯竭和环境污染的持续加重,燃料电池的发展越来越受到世界各国的重视,燃料电池具有高效、清洁和环保等特点,特别是质子交换膜(PEM)燃料电池已经得到了广泛的应用。文章基于Matlab/Simulink软件平台,建立PEM燃料电池动态模型,以输入信号源作为外加负载,分析了随负载电流变化时,电池工作温度变化和阴阳极进气压力对PEM燃料电池输出电压和输出功率的影响。仿真结果与实际燃料电池特性曲线基本一致,所搭建的动态模型也能较好的反映PEM燃料电池的动态特性。     

燃料电池模块辅助单元试验结果与分析

本文介绍了一种燃料电池辅助单元组成。通过耐压测试、冷却水路极限测试、气路极限测试以及燃料电池模块耐久性测试来具体对燃料电池模块辅助单元进行研究,并针对耐久性试验中的具体故障进行了分析和处理。试验结果表明:在燃料电池模块辅助单元设计中,针对氢气泄露需按安全规范做特殊设计;关键参数的极限能力需设置上下限和自保流程。     

燃料电池-燃气轮机底层循环性能研究

燃料电池-燃气轮机联合循环系统作为舰船电力综合系统优质动力源,具有传统热机不可比拟的高效性。本文针对燃料电池-燃气轮机底层循环构建数学模型,并对其性能进行仿真研究。目前燃料电池单堆功率相较于微型燃气轮机较小,为实现燃料电池与微型燃气轮机的功率匹配,提出多堆燃料电池与燃气轮机联合循环。分析多堆燃料电池与燃气轮机联合循环功率匹配与参数优化,使得系统在不同工况下均保持较高效率。为实现燃料电池-燃气轮机联合动力系统在水面舰艇上的应用打下坚实基础。     

绿色航运发展趋势和燃料电池船舶的应用前景

针对燃料电池因具有效率高、排放清洁、噪声和振动小等特性而在船舶节能减排和绿色航运发展中倍受关注的现状,分析我国绿色航运的发展趋势,进而介绍船舶新能源技术和燃料电池技术及其特性。综述燃料电池船舶在国内外的研究与应用情况,重点讨论燃料电池在船舶上的应用前景,展望船用燃料电池未来的发展方向。     

德燃料电池研究获新进展

德国尤利希研究中心的科学家在燃料电池研究方面又取得了新的进展。他们研制的小体积燃料电池组由40个单个20×20cm的电池组成,在平均温度为850℃的情况下，以氢为燃烧气体时发电功率达到了9.2kW；采用甲烷作燃烧气体时，功率为5.4kW，创造了新的世界纪录。燃料电池是将化学能直接转换成电能的装置。一般来说，采用固体电解质（固氧燃料电池）的高温燃料电池主要建在发电厂或建筑物内作为固定电源和供热源。固氧燃料电池的优点是发电效率高、环保。尤利希的科学家在研究中采用了平面电池和薄层电解质。目前，固氧燃料电池还没有批量生产，…     

潜艇燃料电池-核动力联合动力装置研究

目前燃料电池已在国外常规潜艇上使用,具有独特优势。随着燃料电池技术的逐渐成熟,其在核潜艇上应用的可能性逐渐增大。本文对燃料电池在核潜艇上的应用可行性进行了探讨,对燃料电池功率、体积、重量以及型号选择进行了分析,最后总结了燃料电池在核潜艇上应用的优势以及待突破的关键技术。     

绿色航运发展趋势及燃料电池船舶的应用前景

船舶与港口排放带来了日益严重的环境污染问题,燃料电池作为船舶新能源技术之一,因其效率高、排放清洁、噪声和震动小等优异特性,在船舶节能减排和绿色航运发展中倍受关注。本文分析了我国绿色航运发展趋势,进而介绍了船舶新能源技术和燃料电池技术及特性。综述了燃料电池船舶在国内外的研究与应用进展,重点讨论了燃料电池船舶应用前景,展望了燃料电池船舶的未来发展方向。     

氧化还原液流电池的研究进展

氧化还原液流电池(RFB)是一种可充电的燃料电池(RFC),是一种新型电化学储能装置。从70年代研究以来,得到迅速的发展。本文介绍这种电池的原理、电池结构和特点,发展历史及技术现状,指出了技术难点,展望了其发展前景。     

燃料电池的开发利用

在六十年代,用做载人卫星电源,使用了阳离子交换膜(简称SPE)燃料电池及碱液电解质燃料电池。近年国外用浓磷酸做电解质的燃料电池(美国Unit Technologies制造)4.5MW