逆水划船(4篇)
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逆水划船范文【第一篇】
关键词船舶 太阳能 光伏系统
随着全球石油能源逐渐减少,开发可再生新能源着深远的意义,本文搜集并初步研讨太阳能这一重要可再生资源在船舶电力系统中的应用。
1 特点
从太阳能获得电力,需通过太阳能电池板进行光电转换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同,具有以下几大特点:
(1)太阳能资源不会枯竭,资源分布广泛,受地域限制小;(2)太阳能电池主要材料――硅,原材料丰富;(3)无需机械传动部件,无噪音,稳定性高;(4)维护保养简单,维护费用低。太阳能电力系统也有其不足之处,原材料成本较高,转换效率低;较难精确预测及控制系统发电量;发电时间受季节、昼夜、阴晴等气象状况影响较大等。当然,上述技术瓶颈是可以逐步突破的,太阳能的开发利用必将成为全球最热门的课题。
2 结构原理
太阳能发电是利用电池组将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置。太阳能发电系统主要包括:太阳能电池组件(板)、蓄电池、控制器、逆变器、照明等负载组成。其中,太阳能电池组件和蓄电池为电源系统,控制器和逆变器为控制保护系统,负载为系统终端。
太阳能电池(板)与蓄电池组成系统的电源单元,由此可见,电池板及蓄电池性能将直接影响着系统的工作特性。控制器的主要功能是使太阳能发电系统始终处于发电的最大功率点附近,以获得光伏电池组件最大输出功率。逆变器主要功能是将蓄电池的直流电逆变成交流电,通过调制、滤波、升压等,得到与负载频率,额定电压等匹配的正弦交流电。上述控制器及逆变器构成控制保护系统,具备以下功能:蓄电池充放电控制、直交流逆变控制、并网控制、最大功率跟踪控制、信号检测、设备保护、故障诊断定位、运行状态检测指示。下图1 为家用太阳(☆)能供电系统。
3 船舶太阳能系统
参照陆用太阳能光伏系统基本原理与组成,分析大型远洋运输船舶太阳能光伏系统运行模式,制定船舶太阳能系统初步方案,提供设计思路。根据不同场合电气设备负荷要求不同,以及成本控制等实际情况,船舶太阳能系统由易到难一般可分三大类型:独立供电的光伏发电系统、并网光伏发电系统、混合型光伏发电系统。
(1)独立供电的光伏发电系统如图2所示:太阳能电池板作为系统中的核心部分,其作用是将太阳能直接转换为直流形式的电能,一般只在白天有太阳光照射的情况下输出能量。根据负载需要,系统一般选用铅酸蓄电池作为储能单元,当发电量大于负载时,太阳能电池通过充电器对蓄电池充电;当发电量不足时,太阳能电池和蓄电池同时对负载供电。
图2 独立供电的光伏发电系统
(2)并网光伏发电系统如图3所示:一般带有蓄电池储能环节的成为可调度式并网光伏发电系统。
上述的并网模式是指光伏发电系统直接与船舶电网进行并网,通过船舶电站向全船供电,简单来讲,并网模式配合逆变器,并将电力通过逆变器输出侧接入电网,此时要求逆变器输出电流波形符合电网要求。其构建的主导思想是将光伏系统相对独立,在电力匹配中,太阳能光伏系统相当于一台发电机。
(3)混合型太阳能光伏系统如图4所示:是指光伏电能与其他形式来源的电能进行混合调度使用,不存在并网关系。与上述两个系统的区别在于增加了一台备用发电机,当光伏阵列发电不足或蓄电池储量不足时,可以启动备用发电机组,既可以直接给交流负载供电,又可以经整流器给蓄电池充电。
图4 混合型光伏发电系统
当然,船用太阳能光伏系统的构建,不局限于上述三种类型,可以根据船型及经济性等各方因素进行优化组合。
4 实船案例
(1)2012年,由日邮集团投资,三菱重工建造的全球首制混合电力系统汽车滚装船交付使用,该船发电系统由三台1,150kW柴油发电机及一套容量为480kW的太阳能光伏锂电池组供电系统组成,系统图及布置图如图5所示。
图5 系统图及布置图
*该系统中逆变控制单元PWM Inverter Panel由TAIYO提供,太阳能光伏电池供电系统由Panasonic提供,船型基本信息如下:
船名:Emerald Ac 容纳:6,400辆客车 : Beam: Depth: Draft:
5 NACKS 6,200PCC实船应用
船型比对
参考NYK实船案例,以我司6,200PCC汽车滚装船为基础,初步研讨太阳能系统的可行性,船型基本信息如下:
:
Beam:
Depth:
Draft:
D/G: 1,200kWx3
E/G: 150kWx1
系统构建
根据测量,该船上甲板暴露部分面积为:Garage Top-2340O, 居住区-650O, 艏部-400O,暴露部分面积总计达到了3390O,均可用于布置太阳能电池板。另设置一空舱以布置控制单元及蓄电池电源单元,经初步检查,该船Bosun store内空间余量较大,且离居住区较近,方便提供日常基本生活所需的电力,故将太阳能控制屏及蓄电池布置于Bosun store,系统如图6所示。
问题难点
该系统仅作初期构建,若进入实船应用阶段,需要挖掘并解决上述特点介绍中提到的几点问题:原材料成本较高,转换效率低;较难精确预测及控制系统发电量;发电时间受季节、昼夜、阴晴等气象状况影响较大;相关法规规范的研究;其它诸多因素(待查)。
以上几点问题,看似与配套厂家密切相关,船厂掌握的主动权不大,但船厂若能掌握系统原理,熟悉各种原材料特性,并选好合作厂商,就能先人一步领先开发。下面针对问题准备/收集了市场信息/系统原理如下:
(1)原材料成本有多高,转换效率水平又如何;据《太阳能光伏产业现状与发展研究报告》调查(2010年):目前光伏发电的成本是火电的10倍,利用国产设备健在一个50兆瓦的太阳能热(光热)电站,投资预计在10亿元(含土地成本),单位设备投资在万元/kW左右,同等规模的光伏发电站则需要20多亿元平均4万元/kW左右(其他一些机构估算最高达到了6万元/kW左右);据《太阳能动力船舶发展综述》调查(2008年):现在单晶硅光伏装置的实验室效率已经达到了%,大规模生产的硅太阳能电池的效率为13%~18%,而砷化镓多结太阳能电池的实验室最高效率已经达到37%左右(成本较昂贵,多用于航空军事领域),可见,太阳能光伏装置即光伏电池的能量转换效率对船舶太阳能系统至关重要,亦可见光伏电池占整个系统的成本、战略比重;逆变器、蓄电池也占据部分成本比例。据《太阳能光伏产业现状与发展研究报告》调查(2010年):逆变器按输出波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单,造价低,但谐波分量大,一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。正弦波逆变器成本高,但可以适用于各种负载;
此外,在逆变系统中也存在一定的功率损耗,其效率指标据《太阳能光伏发电原理及关键设备》调查, 逆变器的转换效率达到了95%以上,如下表1。
(2)如何精确预测及控制系统发电量;预测及控制系统发电量的目的即从光伏电池中获取更多的电能,充分利用光伏电池组件的能量,目标光伏组件尽可能地工作在最大功率点,这就引入了MPPT技术概念,MPPT-Maximum Power Point Tracking(最大功率点跟踪)技术是充分利用光伏电池组件能量必备的技术,通过不断对PV的电压(电压控制)或电流(电流控制)进行小幅度的扰动,实时计算其输出功率的变化,从而逐渐实现最大功率点的跟踪,如表2。
表2 最大功率点的跟踪
(3)发电时间的限制;太阳能的获取受制于四季、昼夜、阴晴、航线等条件,系统无法持续稳定地发电,但根据太阳的辐射强度,是可以估算出单位面积时间内太阳年平均辐射强度的,根据百度百科提供的《太阳能发电》调查所得:地球轨道上的平均太阳辐射强度为1369w/O,地球赤道的周长为40000km,从而可计算出,地球获得的能量可达173000TW,在海平面上的标准峰值强度为1kw/O,地球某一点24h的年平均辐射强度为/O。由此也印证了上表2 某研发机构提供的数据,即峰值发电量为1000w/O,平均发电量为200w/O。
(4)法规规范的研究及其它;太阳能船舶系统的研究,首先要基于满足相关法规规范的要求,部分行业标准及国家标准如下:
IEC_61646-1996 Thin-film terrestrial photovoltaic (PV) modules
IEC_61730-1_(2004-10) Photovoltaic (PV) module safety qualification CPart 1 Requirements for construction
IEC_61730-2_(2004-10)Photovoltaic (PV) module safety qualification CPart 2 Requirements for testing
GB 11009-1989 太阳电池光谱响应测试方法,GB 11011-1989 非晶硅太阳电池电性能测试的一般规定,GB 12632-1990 单晶硅太阳电池总规范,GBT 14008-1992 海上用太阳电池组件总规范,此外,系统安全性、船舶稳性、结构强度等其它问题点也需要考虑。
成本估算
基于我司6,200PCC汽车滚装船,并根据上述系统构建及部分难点的突破,进行太阳能电力系统的成本初期估算如表3:
根据表3 中6,200PCC实际电力消耗,并由太阳能系统效率转换,推算出太阳能发电系统总发电量,进而估算出系统中太阳能光伏电池的数量、单位用电量的成本投入等。
表3 阳能电力系统的成本初期估算
从表3 中可见,本船装备了侧推器,在靠离港及装卸货工况下电力负荷较大,考虑此种情况可以借助柴油发电机及岸电等设备,没有使用太阳能电力系统的必要,故仅考虑Normal sea going及In port工况,对比可得,系统需要的最大电量为,拟将太阳能光伏系统逆变环节效率定为95%,光伏电池效率为18%,从而推算出系统的最大发电量为4856kW,由单位面积太阳辐射量/O可得,需要太阳能光伏电池的面积为24280O,远远超出本船暴露部分的面积总和3390O,由此也可知,就目前的技术水平来讲,大型远洋船舶上,太阳能完全取代传统的柴油发电机还有很长的路要走。反之,由全船暴露部分的面积3390O可得,系统最大发电量为,已完全能够满足包括照明系统、电梯、日用设备、通导无线设备等的使用,根据每千瓦4~6万元成本估算,该系统总投入约460~700万元人民币区间内。
6 前景
当然,上述算法偏保守,在如今科技飞速发展的时代,相信不远的未来太阳能系统的各个环节都将逐步改善升级,比如对高效率低成本光伏电池的开发、太阳能跟踪装置的开发、对多船体船体平台的开发等等。由百度百科提供的《太阳能发电》中则提到了一个更加激动人心的计划,即日本提出的创世纪计划――其准备利用地面上沙漠和海洋面积进行发电,并通过超导电缆将全球太阳能发电站联成统一电网以便向全球供电,据测算,到2050年、2100年,即使全用太阳能发电供给全球资源,占地也不过为万平方公里、万平方公里,而万平方公里才占全部海洋面积的%或全部沙漠的%,甚至才是撒哈拉沙漠的%,因此这一方案是有可能实现的。
7 结语
全球资源越发枯竭,未来国际社会对能源的竞争必定越来越激烈,提倡节能环保是每个人必须思考的课题,目前全球对太阳能的利用率还不高,研究太阳能具有重大理论和实际意义,对可再生能源船舶的研发更具有迫切性,要坚持对绿色新能源的研究开发。
参考文献:
[1] 魏乔,孙玉伟,袁成清,严新平。大型远洋运输船舶太阳能光伏系统的构建[J].船海工程,2010(6):138-140.
逆水划船【第二篇】
兜了一圈,新鲜的事物都见识过了,时间也不早了,于是,我们一队9人便决定来到湖边划船。
租了船,同学们便依次上了船。说起来,我也还是第一次划船呢,心里不免有些兴奋和紧张。路边的杨柳弯着腰,嫩嫩的柳枝悠悠地飘荡着,似乎在祝愿我们有个好心情。
大家一个个握着船桨,使劲地摇摆起来。船开动了,我的心却凉了半截--原来其他人都是初来乍到的新手!这下惨了。果然,船开时摇晃起来,始终在原地打转,像无头苍蝇似的。有时船向前一点,也会被逆流的水冲回来。船还没动多少,我们这些“船员”倒是湿了一身。我焦急起来:怎么办呢?此时,天空也似乎灰暗起来,杨柳也不飘了,小鸟却叽叽喳喳地叫了起来,似乎在嘲笑我们。
逆水划船【第三篇】
第一天:港湾迷人的夜(大窝岛)
正式出发那天,所有队员聚集在海神庙举行简单仪式。5名探险队员分别是有着丰富海洋知识和独木舟航海经历,此次活动的策划长弓挽月;深圳人大峰,玩了几年飞伞,熟识气候风向,为了这次航海三次驱车几百公里来海陵岛练习;紫清是江门咖啡攀岩俱乐部的一员,做一手好咖啡和饼干,一个勇敢幽默快乐女孩,热带鱼是一个有很强运动能力和个性的人,有过精彩的独木舟航海经历。
天气很好,微风基本没有浪。长距离的划行需要讲究节奏,需要柔和而不乏力,就像打太极一样给人一种美感,柔和匀速地划上几个小时,也不会感觉到任何倦意,这就是巡航。快到大窝岛时,天阴暗下来,下起小雨。
大窝岛曾经是一个靶场,山上有田型靶标,有一个很静的水湾。一个废弃的钢铁码头从两片小沙滩延伸出来,阴暗的天空映照着平静的港湾,稀疏雨点打出的水圈被独木舟划过的水纹淹没得无影无踪。很喜欢这种细雨中安静的周遭。GPS显示离东平港还有十多公里,离天黑的时间已经不多,于是临时决定就在这个美丽的小岛扎营。在沙滩登陆,到远处寻找水源,发现很多很大的可食用的牛屎菇。
在码头的另一边找到了淡水。我们把船划到离水源较近的一个水泥平台上扎营。靠近锈迹斑斑的钢铁码头,一束雨后的阳光照下,一幅美景影入眼中。于是大家都不忙着扎营,而是在码头旁穿梭戏耍。
第二天:遭遇捕鱼作业队(大窝岛―下川岛)
第二天早晨,吃完早餐,开始了当天大窝岛到下川岛长达48公里的航程,计划用时8小时以上。40公里内无任何岛屿可以登陆。
天气出奇的好,水面就像一张无边的丝绸,托起这些黄色小船。时而可以见到拳头大的水鸟漂在水面上捕捉小鱼虾,慢慢划过去直至触手可及。让人回想起,早期独木舟正是爱斯基摩人无声无息靠近猎物的工具。
前方海平面无数渔船排成一条线,非常壮观,长弓说那边有鱼群。半个小时后才靠近,看清是下网捕捞的集体作业,无数船只在大范围海面上绕着一个中心转圈并不断缩小,以某种频率的竹杆声把鱼驱赶到圆圈中心。划艇进入圈内,嘈杂的柴油机声夹杂着单调的竹竿声,让人感到压抑烦躁。绕圈的船时而从我们身边驶过,环看四周,已经看不到大陆架和任何岛屿,我们犹如进入未来水世界。
不知不觉划了几个小时,终于又看到了大陆架,心里可以踏实了。接近中午,停下休息补给,四条船平排结成一体。享用午餐后,调好闹钟,半个身蜷缩进船内很快就睡着了。15分钟的小憩使精神体力恢复了很多。GPS显示我们被洋流倒推了600多米。
大陆架一直在视线内,无数大型拖网船在海面作业,天空中,时而有水鸟俯冲至网边捕鱼。
下午3点,看到了香洲岛。由于队员出现不适,我和热带鱼先行赶到香洲岛寻找备份营地,灯塔下的小沙滩住着一户人家,他们很惊奇我们的到来。半小时后,其他队员陆续到达。看来要赶到下川岛和江门队会合将很被动,于是找来一条机船载我们完成最后8公里。
到达湾口,大船无法进浅湾,天已经黑了,我们的夜航灯开始频闪,不同的颜色打到水面略有几分诗意。江门队在岸边打灯引导我们登陆,糟糕的是岛上一同闪烁着的摩托车灯让我们抓狂。
第三天:美丽新地村(下川-上川)
第三天,下川到上川这一段是由江门体验队来完成的。我和大峰、热带鱼直接坐船到下川新地村等待。
新地村是一个很美的海边小村庄,大部分人都信奉天主教。整个村庄面海而建,树木整齐生长在防浪堤后。树阴下,几个老人在乘凉,一只八哥在长板石凳上东张西望,整个村庄透着一种慵懒和安详,坐在海堤上会不自觉地躺下,不愿意离开这舒适的海风。不远处海角是一座有几百年历史的教堂。村内房子之间形成窄窄的巷子,让人想起童年的乐园。村外大榕树下,一口老井安静地呆在那里。去教堂的路上长满了金银花。
因为海面刮起风浪,达到航海四级,不再适合江门队划艇,只能坐船来到上川。晚上正好饱餐一顿海鲜。
第四天:在暴雨中逆行(三极水域)
第四天,我和热带鱼陪同江门队的两名队员成功完成一段8公里三极水域的划行。再由长弓,大峰,热带鱼和我完成最后航程。
我们在一个只有十多平方米的小沙滩停下来休息,躲避中午毒辣的太阳。3点忽然变天,暴风雨即将到来,离今天目的地还有3公里,而这时先行的长弓已经到达。出了湾口,需要逆洋流划行而上,遇到一处几百米的喇叭口,洋流至少节(约每小时海里)。尽管我们拼命划,船速依然非常缓慢,加上暴雨,岸边浪情非常复杂,花了半个小时才通过了这个特殊的区域。
在一个非常漂亮的沙滩登陆,沙滩背后有淡海水混合的湖,湖水随潮起落,很美,湖的尽头是个小瀑布。需要划船到瀑布下才能取到淡水,下海网鱼,虽然网到了鱼和濑尿虾,可海浪也把我们的渔网打成了一团麻绳。
晚上,海面上积聚着无数的大型鱿鱼捕捞船,层层灯光犹如海市蜃楼……长弓点起疯狂的篝火驱赶疯狂的海岛蚊子。
第五天:有人掉海里了(大噤岛)
第五天,航程接近尾声。今天浪很高,洋流达到3节,顺着洋流划行的速度很快,乘风破浪的痛快不可言喻。很快就远离海岛。我和热带鱼作为小分队跟在后面。船被浪头泼进的水一点点灌入。热带鱼不停地淘船里的水,但最终船还是翻了。我赶紧靠过去救援,与长弓会合后重新调整,继续和风浪拼搏了好几个小时。快要到大噤岛时,南面那三块漂亮大石头组成的三杯酒岛旁驶过一队军舰。
从凤尾咀绕过大噤岛的东南面,一面雄壮的大峭壁垂直插入水里,海浪拍打形成巨大的浪花和震响。大噤岛有个很美丽的弯月海滩,一条内河在海滩上冲刷出一条优美的曲线,内河的尽头有一片绿草地,沙滩和树林的边缘地带一条水泥路,连接着树林深处的小村庄和远处悬崖下的小码头。安静和谐的海岛。
第六天:遇见海豚(荷包岛-珠海港)
最后一天,最后的15公里。
出发前照例到岛上的庙里进香。驶出海湾,海面安静柔和,远处的荷包岛清晰可见。海面上一只小海豚浮出水面,第一次在海上看到海豚,但大伙的兴奋把她吓跑了。我们以最快速度到达荷包岛,中午的荷包岛臃懒安静,在小卖部喝冰镇汽水等待阳光减弱。
逆水划船范文【第四篇】
2. 一只小船静水中速度为每小时 30 千米 . 在 176 千米长河中逆水而行用了 11 个小时 . 求返回原处需用几个小时。
3. 一只船每小时行 14 千米,水流速度为每小时 6 千米,问这只船逆水航行 112 千米,需要几小时?
4. 一只船顺水每小时航行 12 千米,逆水每小时航行 8 千米,问这只船在静水中的速度和水流速度各是多少?
5.甲、乙两港相距360千米,一轮船往返两港需35小时,逆流航行比顺流航行多花了5小时。现在有一机帆船,静水中速度是每小时12千米,这机帆船往返两港要多少小时?
6.小刚和小强租一条小船,向上游划去,不慎把水壶掉进江中,当他们发现并调过船头时,水壶与船已经相距2千米,假定小船的速度是每小时4千米,水流速度是每小时2千米,那么他们追上水壶需要多少时间?
7.甲、乙两船在静水中速度分别为每小时24千米和每小时32千米,两船从某河相距336千米的两港同时出发相向而行,几小时相遇?如果同向而行,甲船在前,乙船在后,几小时后乙船追上甲船?
、B两码头间河流长为90千米,甲、乙两船分别从A、B码头同时启航。如果相向而行3小时相遇,如果同向而行15小时甲船追上乙船,求两船在静水中的速度。
9.甲河是乙河的支流,甲河水流速度为每小时 3 千米,乙河水流速度为每小时 2 千米,一艘船沿乙河逆水航行 6 小时,行了 84 千米到达甲河,在甲河还要顺水航行 133 千米,这艘船一共航行多少小时?
10. 一条小河流过 A 、 B 、 C 三镇。 A 、 B 两镇间有汽船来往,汽船在静水中的速度为每小时 11 千米。 B 、 C 两镇间有木船摆渡,木船在静水中的速度为每小时 千米。已知 A 、 C 两地水路相距 50 千米,水流速度为每小时 千米。某人从 A 镇顺流而下去 B 镇,吃午饭用了 1 个小时,接着又顺流而下去 C 镇,共用 8 个小时,那么 A 、 B 两镇间的距离是多少?
11.甲、乙两船分别在一条河的 A 、 B 两地同时相向而行,甲顺流而下,乙逆流而上。相遇时,甲乙两船行了相等的航程,相遇后继续前进。甲到达 B ,乙到达 A 后,都按照原路返航,两船第二次相遇时,甲船比乙船少行 1000 米。如果从第一次相遇到第二次相遇时间间隔 1 小时 20 分,则河水的流速是多少?
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