研究人员已经使用燃料电池驱动器运营了三年的运河船

导读 研究人员已经使用燃料电池驱动器运营了三年的运河船。然而,在造船领域,不同的规则适用于汽车制造业。重量实际上没有意义,但推进装置的使

研究人员已经使用燃料电池驱动器运营了三年的运河船。然而,在造船领域,不同的规则适用于汽车制造业。重量实际上没有意义,但推进装置的使用寿命必须与船本身的使用寿命一样长。氢化物储存系统 - 氢气罐 - 必须满足这一挑战性要求。

运输货物最有效的方法之一是乘船。然而,今天航行的许多船舶都是由老化的柴油发动机提供动力,柴油发动机既没有排气清洁设备也没有现代控制系统。三年前,伯明翰大学发起了一项雄心勃勃的试验,将旧运河驳船改装成使用氢燃料。

拆除旧的柴油发动机,驱动系统和燃料箱,并用高效电动机,用于短期能量供应的电池组和具有氢存储系统的燃料电池代替以对电池充电。2007年9月,改装后的船“Ross Barlow”在英国3500公里长的运河系统的首航中发射升空。去年,这艘驳船进行了迄今为止最长的航行,持续时间为4天,长度为105公里,通过谈判不少于58次。回顾和评估的好机会。

批量生产的驱动系统满足量身定制的存储技术

转换18米长钢壳驳船的第一项任务是计算功率要求。根据其他电池驱动的运河船的经验,决定使用10千瓦的永磁电机。为了提供长途旅行的能量,选择了提供1kW功率的商用燃料电池。该系统最初设计为用于电话行业的不间断电源(UPS)。然而,燃料电池的容量不足以直接为船提供动力,因此“Ross Barlow”也装有47千瓦时的缓冲电池。铅酸电池用于此目的,因为它们维护成本低,价格低且易于充电。当在内陆水道船中使用时,电池组的重量无关紧要。

燃料电池的氢气供应由Empa开发的氢化物储存系统提供,部分由瑞士联邦能源办公室(SFOE)提供资金。该装置可储存能量为50kWh的氢气,相当于20个加压气瓶,每个容量为10升。储存材料由粉末形式的钛,锆,锰,钒和铁的合金组成,其被装入密封的钢管中。粉末吸收氢气,因此充当储存介质,仅在加热时释放它。由于当“填满”氢气时,金属粉末产生的热量必须被除去,每个储存模块都位于一个水箱中,可以根据需要加热或冷却。此外,船上还装有可以供应的太阳能电池板。到320 W的电力。

充电和放电周期 - 未来100年!

通过运河和船闸的旅程对驳船的电力供应提出了各种各样的要求。为了节省燃料电池的磨损,电机在常规航行期间从铅酸电池中吸取电流。典型的旅程需要4至6小时,在此期间运河船使用12至18千瓦时的电力。在连续运行中,燃料电池每天可提供24 kWh的能量。这也为电子监控系统提供动力,大约19千瓦时用于为缓冲电池组充电 - 足够的能量用于每天持续6小时的旅程。

金属氢化物存储系统的可靠性和使用寿命在实验期间在实验室中进行了测试。实际上,这意味着当用于为“Ross Barlow”提供动力时,如果假定该船每年通过英国运河系统行驶650公里,则需要每月用氢气加油一次。在这种情况下,储氢系统的使用寿命将超过100年,因此可以比驳船本身的使用寿命更舒适。

测试航程的结果

在为期四天的夏季测试旅程中,“Ross Barlow”消耗了总共106千瓦时的电能,包括照明和为机组人员的移动电话和笔记本电脑充电。

电池供应的能源占71%,氢燃料电池占25%,太阳能电池板占4%。船员们一致赞扬船只航行的几乎无声的方式。另外值得注意的是,在等待锁定时,“Ross Barlow”并没有被自己的柴油烟雾吞没。伴随它的船(大小相同)使用了大约50升柴油,导致二氧化碳排放量约为133千克。另一方面,“Ross Barlow”在其航行期间没有产生二氧化碳,假设它使用的氢气来自可再生资源,并且没有排放物输送到运河岸的加油点。

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