הקדמה: אנרגיה על המים

החיסרון מחדש הפך את היעילות של כלי רכב חשמליים על הקרקע, וכעת הטכנולוגיה הזו עושה גלים בתעשייה הימית.עיקרון הליבה - מניעת אנרגיה קינטית שאחרת יאבדו כחום במהלך הדהור לתוך אנרגיה חשמלית מאוחסנים - הוא פשוט אך חזק יותר.במניעה ימית חשמל, מערכות גירוד מחדש מאפשרות לסירות לנפץ אנרגיה כאשר להאט, להפליג (כמו גלים), או דחף אווירי, כמו גם לזרז את מהירות הנשימה, כמו גם, כמו גם, או להפחית את יעילותם של אנרגיה מתחדשת, אך ורק לצמצום, כמו גם את מהירות הנשימה, או להפחית את מהירות האוויר, כמו גם, או להפחית את מהירות הנשימה, כמו גם את מהירות ההדקנות, כמו גם את צריכת המים באופן כללי, כמו גם, או להפחית את מהירות ההדקנת, או להפחית את מהירות ההדקנות, כמו גם את מהירות ההדקנות, כמו גם את מהירות ההדקנות, כמו גם, כמו גם את צריכת המים באופן כללי, כמו גם, כמו גם את צריכת מים בלחץ, כמו גם, כמו גם את צריכת חשמל, או להפחית את צריכת חשמל, כמו גם, כמו גם, כמו גם, כמו גם, כמו גם, כמו גם, כמו גם, כמו גם את מהירות ההדקנות לחץ הדם, כמו גם את מהירות

כיצד פועל מחדש ברינג וכלי חיל הנחתים

הפיזיקה של התחדשות בים

החיסרון מחדש בכלי ים חשמלי מסתמך על האופי הכפול של המנוע החשמלי.במהלך ההנעה הרגילה, המנוע שואב את הכוח מהסוללה כדי לסובב את המדחף.כאשר הכלי צריך להאט או כאשר זרימת המים הטבעית הופכת את המדחף (למשל, בעוד שיט או סחף), המנוע יכול לעבור תפקידים ולפעול כגנרטורציה.

המונחים: key Components

  • (FLT:0) מנוע synchronous (PMSM): יעיל ביותר עבור חידוש בשל צפיפות גבוהה ויכולת לפעול כגנרטור עם הפסדים מינימליים.
  • (FLT:0) Inverter עם זרימת כוח דו-כי-כי-כי-פי: אנדרל 1 (RalLT:1) מנהל את המרה מכוח סוללה DC לכוח מנוע AC במהלך נהיגה, ומחזיר את הזרם במהלך ההתחדשות.
  • מערכת ניהול (BMS): ההרחבה 1 (BMS): מצב המטען והטמפרטורה של הפקד והטמפרטורה לקבל בבטחה את זרם ההתחדשות ללא הסתמכות על תאים מזיקים.
  • (FLT:0)Propeller Designrov: FLT:1 (מדחף מבוקר) או להבים מיוחדים יכולים לייעל את יעילות ההתחדשות על ידי כך שהדחף לשמור על זווית אופטימלית של התקפה גם כאשר מונע על ידי זרימת מים.

חידוש לעומת Sailing: A Symbiotic Relationship

ביאכטות שייט מצוידות בדחפים חשמליים, גירוד ניוון הוא בעל ערך במיוחד.כאשר הרוח ממלאת את המלחים, הספינה נעה קדימה והמים זורמים מעבר ל-Hle הופך את המדחף במקום לתת למאמץ הזה ללכת לבזבוז, המנוע החשמלי פועל כגנרטור, כדי להזיז את הסוללות באופן משמעותי.

היתרונות של Regenerative Braking ב- Marine Propulsion

1.אנרגיה והתרחבות טווח

היתרון הברורה ביותר הוא לכידת אנרגיה שאחרת יאבדו כחום במים או באמצעות גישור מכני.במדן מתמרנים, שבו שינויים מהירים תכופים מתרחשים, חידושים יכולים לשחזר 10-20% מהאנרגיה המשמשת.ביום טיפוסי של צחצוח החוף עם עצירות מרובות, זה יכול להוסיף 15-30 דקות של טווח מנועים נוסף.

2.הורדת עלויות התפעול

כל קילווואט-שעה התאושש הוא קילומטרוואט-שעה שאתה לא צריך לקנות מהרשת או ליצור עם גנרטור דיזל. במהלך החיים של כלי שיט, דלק או חיסכון חשמל יכול להיות משמעותי.עבור מעבורת מסחרית שעושה עשרות עצירות ליום, חידוש יכול להפחית את צריכת האנרגיה הכוללת עד 15-25%, לתרגם אלפי דולרים בחיסכון שנתי.

3 יתרונות סביבתיים

הנעה ימית חשמלית כבר מבטלת פליטות ישירות. Regenerative מעצימה את היתרון הזה על ידי צמצום הביקוש לחשמל רשת, אשר עשוי לבוא מדלקים מאובנים. באזורים שבהם כוח החוף נוצר על ידי פחם או גז טבעי, כל קילוגרם לשעה לחסוך להפחית את הביקוש של כלי הפחמן הכולל של כלי שיט עם רשתות נקיות, הטכנולוגיה מסייעת למזער את האנרגיה הנדרשת ממקורות חיצוניים, קידום של השפעה עצמית נמוכה יותר ואווירית על פני השטח.

4.שיפור השליטה והבטיחות

חישוק מחדש מספק מצלחת חלקה, נשלטת שמשפרת את יכולת התמרון במקומות הדוקים, כגון מרינה וננעלים.כוח החריפה יכול להיות בדיוק מגולל על ידי הבקר המנוע, המאפשר לקברניט במהירות נוחה ללא להסתמך רק על בלמים חיכוך או להזיז את המדחף.בעצי חירום, התחדשות יכולה לעבוד במקביל עם הבלמים המכניים כדי לקצר את המרחק, כדי לאפשר חגורת חשמל מטושטשת או מטושטשת עם סבך חזק.

אתגרים ומגבלות

1 יעילות נמוכה במהירויות נמוכות

הפיזיקה של התחדשות במים פחות נוח מאשר על הקרקע.מים צפופים יותר מאשר אוויר, כך המדחף יוצר יותר גרר, אבל האנרגיה הזמינה מאטה בסירה היא הרבה פחות מאשר משיטה מכונית במהירויות מהירות הכביש המהיר.במהירויות סירה נמוכות (below 3 קשרים), כמות האנרגיה הקינטית להתאושש הוא קטן מאוד, ואת המדחף עשוי לא ספין מספיק מהר כדי לייצר מתח שימושי זה הופך את הפחתת מהירות גבוהה יותר עבור שיט לעתים קרובות.

2. אובדן מכני וחשמל

כל המרת אנרגיה מציגה הפסדים.יעילות המניעה במצב הגנרטור היא בדרך כלל נמוכה יותר מאשר במצב הנטועה מכיוון שזווית ההתקפה אינה מתאימה ל- המנוע, המופנף, וסוללה לכל אחד יש עקומות יעילות משלהם. בפועל, יעילות הסיבובית של קריון מחדש ביישומים ימיים היא בערך 60-75%, כלומר רק שני שליש מהאנרגיה הקינטיתרדת למעשה מאוחסנת ומשמשת להפרעות חום, במיוחד, כמו גם כן, לחץ גבוה.

קורוזיה ו Biofouling

הסביבה הימית היא לשמצה קשה.מלח מים קורוזיה יכול לדרג קשרים חשמליים, רוחות מוטוריות, ומסופי סוללות. biofouling - הצטברות של אצות, הברירות, ואורגניזמים אחרים על המדחף וההילה - משנה את המאפיינים הידרודינמיים ויכול להפחית את היעילות של התחדשות.

4.מערכת מורכבות ועלויות

שילוב של מערכת נהיגה חדשנית דורש מנוע תואם, מופנם, סוללות ותוכנה בקרה. החל בסירה קיימת עם יכולת חידוש הוא לעתים קרובות יקר יותר מאשר רכישת מערכת חדשה שעוצבה מהבסיס.חומרה הנוספת - inverter, indirectional inverter, משודרג BMS, מחדש יכולת ייצור מחדש - יכול להגדיל את העלות על ידי 20-40% לעומת כונן חשמלי פשוט עבור ניצול מהיר, אם כי ניתן לשלם יותר מדי זמן רב מדי, אם כי הם יכולים להיות מוצדקים, 000 ארוך מדי, 000, 000, אם כי הם יכולים להיות מוצדקים, 000 זמן, 000, 000 ארוך מדי, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, יכול להיות מוצדק, 000, 000, 000, 000, 000, 000 יכול להיות מוצדק יותר מדי, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 זמן יכול להיות יעיל מדי, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000.

אנרגיה שיקום פרופיל

כמות האנרגיה התאוששה תלויה במידה רבה בפרופיל התפעולי של הספינה. פרים עם עצירות תכופות, גידולים המבצעים תמרונים משמרים, ויאכטות שיט עם מעברים ארוכים מטה נהנים ביותר. Vessels לרוץ במהירות קבועה במשך שעות (למשל, ברגלים קבילים, שיוטים למרחקים ארוכים) רואים רווחים מינימליים.

יישומים אמיתיים ומקריות

מוניות עירוניות ומוניות מים

בערים כמו אמסטרדם, קופנהגן וסן פרנסיסקו, צפרדעים חשמליות עם צמת רגנרטיביות מוכיחות את הערך שלהם.העצים תכופים בפירס מספקים תנאים אידיאליים לשיקום אנרגיה.לדוגמה, ה-FLT:0E-ferry אלן FLT:1 בדנמרק - למרות שבעיקר מעבורת מופעלת סוללות - מדגימה את הרעיון.שירות מים קטן יותר בשטוקהולם דיווחו על ירידה של 22% בצריכת אנרגיה לאחר ניתוח קיסרי, גם לאחר הפעלה חלקה של לחץ אווירי.

מפרשים יאכטות וקטמרנים

(ב) ⁇ ⁇ (ב"ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

סירות עבודה ו Tugs

סירות טיג המבצעים תמרונים מועילים מאוד מהתחדשות.כלי שיט אלה לעתים קרובות להאיץ את מלוא הכוח, ואז משמיד במהירות כדי לעמוד לצד הספינה.האנרגיה הקינטית מ- 50 טון ב 10 קשרים היא משמעותית - על סדר של 1.5 קילוואט. Capturing אפילו חלק מזה במהלך כל תמרון מוסיף מעל יום עבודה.

שילוב עם טכנולוגיות אחרות

מערכות חשמל היברידיות

גידור מחדש אינו מוגבל לספינות חשמל טהורות.מערכות דיזל-חשמליות יכולות גם ליהנות.כאשר הגנרטור דיזל כבוי והכלייה פועלת על כוח סוללה, חידוש מטעים את הסוללות.כאשר דיזל פועל, הגנרטור יכול להיות קטן יותר כי סוללות להתמודד עם עומסים ושיקום אנרגיה במהלך הדרסציה.זה מאפשר דיזל לרוץ במהירות מתמדת ביותר שלה, עוד צמצום צריכת דלק ופליטת דלק.

השמש והנשמה

שילוב של חידוש עם לוחות סולאריים על הסיפון וגנרטורים רוח יוצר מערכת אנרגיה רב-מקור רב עוצמה.ספינת מפרש עם לוחות סולאריים, טורבינות רוח, וכונן רגנרטיבי יכול להפוך להיות עצמאי לחלוטין במשך ימים או שבועות.הרכיב החיוני הוא בעל ערך במיוחד בלילה או בתנאים overcast כאשר ייצור סולארי הוא נמוך. מתקדם אנרגיה ניהול אנרגיה מתקדמת מערכות ניהול באופן אוטומטי עדיפות מקורות המבוססים על זמינות וסוללה של מטען.

עתידו של ריבינג חוזר במנזר הנחתים

התקדמות ב- Battery Technology

סוללות ליתיום-יון נוכחיות יכולות לקבל זרמים טעינה גבוהים, אבל חזרות רגנרטיביות חוזר יכולות להאיץ את ההזדקנות אם לא מנוהל בקפידה. כימאים חדשים כמו ליתיום ברזל פוספט (LFP) וסוללות מוצקות של המדינה מציעים קבלה גבוהה יותר וחיים מחזוריים ארוכים יותר, מה שהופך אותם אידיאליים עבור פרופילי הפסקת-ואגו שבו אלגוריתמים ניהול סוללות הם גם לשפר, ומאפשרים התאוששות מהירה ועמוקה ללא תאים מזיקים.

שיפור כוח אלקטרוניקה ועיצוב מוטור

סיליקון carbide (SiC) ו-Greium nitride כוח (GaN) מוליכים למחצה כוח להפחית את אובדן העודף של מעכבי, המאפשר יעילות גבוהה יותר הן מודות הנעה והן חידושים. Motors עם ספירות פול גבוה יותר ו- cogging torque יכול לייצר כוח שימושי בדחף נמוך יותר RPMs, מרחיב את טווח המהירות שבו הם יעילים.

סטנדרטיזציה ותקנות

ככל שהשוק הימי החשמלי בוגר, הסטנדרטים בתעשייה של מערכות גינון מחדש צפויים להופיע.הארגון הימי הבינלאומי (IMO) וחברות סיווג כמו לויד's ו DNV GL כבר עובדים על הנחיות להנעה היברידית וחשמלית.

טיהור חשמל וזריזות

אוניות אוטונומיות יתבססו רבות על ניהול אנרגיה יעיל. Regenerative braking, בשילוב עם אלגוריתמים חיזוי החיזוי של הפחתה או ירידה מהירה, יכול למקסם את ההתאוששות. מפעילי צי יכולים להשתמש בנתונים מאירועי חידוש לייעל מסלולים, פרופילים מהירות, וקביעת לוחות זמנים.

ניתוח השפעה כלכלית וסביבתית

תקופת ההחזרה

עבור סירה טיפוסית של 40 רגל המשמש עבור סוף השבוע cruising, העלות הנוספת של מערכת רגנרטיבית (approx. $ 5,000-10,000 $) עשוי לקחת 5-8 שנים כדי לעקוף את החיסכון באנרגיה, בהנחה 200 שעות של פעילות בשנה ו $ 15 /kWh חשמל. עבור מעבורת מסחרית הפועל 12 שעות ביום, 300 ימים בשנה, תקופת ההחזר יכול להיות מתחת 2 שנים.

טביעת רגל של מחזור הפחמן

הערכה של מעבורת נוסעים חשמלית קטנה בנורבגיה מצאה כי עם 20% חידוש, טביעת הרגל פחמן הכוללת (כולל ייצור סוללות) היה נמוך ב-18% מאשר ללא חידוש.האפקט היה גדול עוד יותר כאשר החשמל הגיע מתערובת של הידרו ורוח.כפי שייצור סוללות הופך נקי יותר, היתרון הסביבתי של התחדשות יגדל.עבור כלי שיט, היכולת לחדש את ההפלגה תוך כדי שיט למעשה פירושו אפס פחמן עבור הרבה מעברים.

מסקנה: כלי אסטרטגי לפעילות ימית בת קיימא

גידור מחדש אינו כדור קסם - יעילותו תלויה בסוג כלי שיט, פרופיל תפעולי ועיצוב המערכת.עם זאת, כאשר הוא מיושם בהקשר הנכון, הוא מציע שיפורים מוחשיים ביעילות אנרגיה, חיסכון בעלויות וביצועים סביבתיים. ferries, סירות דיג, ויאכטות שיט כבר להפגין את יכולת הקיום של הטכנולוגיה. עם התקדמות מתמשכת בהשקעות, אלקטרוניקה, סוללות כוח, סוללות, ו, repping מחדש יהיה יעיל יותר ויותר לשילוב של צמחים חשמליים, כדי להפחית את עלויות סטריטיסות חכמות, ולהפחית את יעילותם של מערכות חשמל, ולהפחית את עלויות סטריליות מתקדמות יותר ויותר.