Сучасні суднові вітрильні системи і техніко-економічний аналіз їх експлуатації


  • V.A. Nastasenko
Ключові слова: Ключові слова: суднова вітряна енергетика, її переваги і недоліки, технікоекономічні показники, рекомендації щодо використання.

Анотація

У роботі проведено техніко-економічний аналіз основних видів вітрильних та вітряних електрогенераторних систем на конкретних прикладах суден та їх перспективних проектів. Показано, що їх використання для суден середньої та великої водотоннажності не вирішує проблему повної заміни двигунів на традиційному паливі, потужність яких перевищує 30 МВт. При цьому для вітрильних систем, що працюють за принципом попутної дії вітру, головним обмеженням є троянда вітрів, особливо − в екваторіальній зоні, де середньорічна швидкість вітру становить 5 м/с. При середній швидкості судна 14-20 вуз., або 7-10 м/с, вітрила ефективні, як додаткові системи, лише на маршрутах, прив'язаних до зон стабільних сильних вітрів, наприклад 40-х широт. В інших випадках їх ефективне використання на транспортному флоті можливо лише в 15-20 % виконуваних рейсів, що не дозволяє економити в рік більше 3% палива. Ефективне використання суднових електрогенераторних вітряних систем, що працюють за принципом зустрічного дії вітру, можливо навіть в штиль за рахунок власної швидкості судна. При зростанні швидкості зустрічного вітру від 0 м/с до 20 м/с, гранично допустимої для суден під час шторму, потужність електрогенераторних систем зростає до 30 разів. Однак вони ефективні лише при їх розміщенні на лобовій поверхні надбудов судна, що запропоновано в патенті України на винахід № 113088. Тому основним чинником, що обмежує їх потужність до 1 МВт, є площа лобової поверхні надбудов судна. Для критих поромів, газовозів і пасажирських суден вона росте і дозволяє економити до 5 % палива. Таким чином, вітрильні та вітряні електрогенераторні системи можуть застосовуватися, в т.ч. комплексно, тільки як додаткові до двигунів судна.

Посилання

1. Кемпбел К. Грядущий нефтяной кризис. М.: Группа независимых издателей, 1997. 210 с. 2. Подсчет запасов нефти, газа, конденсата и содержащихся в них компонентов: Справочник / И.Д. Амелин, В.А. Бадьянов, Б.Ю. Вендельштейн. М.: Колос, 2004. 270 с. 3. Вторинні енергетичні ресурси та енергозбереження на суднах: навчальний посібник / В.С. Самохвалов, Д.В. Коновалов, М.Ю. Багненко та ін. /за заг. ред. В.С. Самохвалова. Миколаїв: Іліон, 2016. 430 с. 4. Шурляк В.К. Применение альтернативных видов энергии и альтернативных топлив на морских судах // СПГ как альтернативное топливо для морских судов: материалы Всероссийского Семинара. СПб: ГМА им. адм. С.О. Макарова, 2012. 24 с. – URL: www.korabel.ru/ filemanoger/OTHER/0/0/3. pdf 5. Перестюк И. Н. Паруса атомного века // Катера и яхты. 1983. № 1. С. 22-27. 6. Современные парусники Royal Clipper. – URL: https://www.youtube.com/ watch?v=YDB8nc3tWSM 7. Как выглядит самая большая парусная яхта в мире. – URL: http://www.fresher.ru/2015/09/24/kak_vyglyadit_samaya_bolshaya_parusnaya_ yaxta _v_mire 8. Настасенко В. О. Сучасна суднова вітрова енергетика і особливості охорони праці та безпека її експлуатації // Науковий вісник ХДМА: науковий журнал. Херсон: Видавництво ХДМА, 2013. № 1 (8). С. 119-130.
9. [Электронный ресурс.] – Режим доступа: https://www.youtube. com/ watch.v=wAIAC4vU4lM 10. Официальный сайт Eco Marine Power. – URL: http://www.ecomarinepower, com/en/energysail 11. Zeppelin SkySails, Sales and Servise. Germany, Hamburg: 2007. 32 p. 12. Шостак В.П.Полезная тяга судового пропульсивного кайта / В.П. Шостак, А.И. Кисарова //Зб. наук. праць НУК. Кораблебудування. – 2016. № 4. – С. 4-9. 13. Настасенко В. А. Судовая альтернативная энергетика и реалии ее применения в современных условиях // East European Scientific Journal Wschodnioeuropejskie Czasopismo Naukowe (Warszawa Polska), 2016. № 3 (7). С. 36-47. 14. Пат. 113088 Україна, МПК F 03D 1/02 Спосіб установки на судні системи вітрових генераторів барабанного типу / В.О. Настасенко; заяв. и патентовласник Настасенко В.О. – № 201412388; заявл. 18.11.2014; опубл. 12.12.2016, Бюл. № 23. – 32 с. 15. Агеев В. А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (курс лекций). СПб.: Изд-во СПб. ун-та. Кафедра теплоэнергетических систем, 2004. 343 с. 16. СОР-21. Парижский Всемирный Саммит 2015 года (СОР 2015) по проблемам климата. – URL: www.un.org/sustainabledevelopment /ru.cop21

REFERENCES

1. Kempbel, K. (1997). Gryadushchiy neftyanoy krizis. M.: Gruppa nezavisimykh izdateley [Independent Publishers Group], 210 [in Russian]. 2. Amelin, I.D, Bad'yanov, V.A. & Vendel'shteyn, B.Yu. (2004). Podschet zapasov nefti, gaza, kondensata i soderzhashchikhsya v nikh komponentov: Spravochnik [Calculation of reserves of oil, gas, condensate and the components contained in them: a Handbook]. M.: Kolos, 270 [in Russian]. 3. Samokhvalov V.S., Konovalov D.V. & Bagnenko M.Yu. (2016). Vtorinní yenergetichní resursi ta yenergozberezhennya na sudnakh [Secondary energy resources and energy saving on ships]. Mikolaí̈v: Ílíon [Ilion], 430 [in Ukrainian]. 4. Shurlyak, V.K. (2012). Primeneniye al'ternativnykh vidov energii i al'ternativnykh topliv na morskikh sudakh [The use of alternative energy and alternative fuels on ships]. SPG kak al'ternativnoye toplivo dlya morskikh sudov – LNG as an alternative fuel for ships, 24. Retrieved from www. korabel.ru/filemanoger/OTHER/0/0/3. pdf [in Russian]. 5. Perestyuk, I. N. (1983). Parusa atomnogo veka [Atomic Age Sails]. Katera i yakhty – Boats and yachts. № 1, 22-27 [in Russian]. 6. Sovremennyye parusniki Royal Clipper [Modern sailboats Royal Clipper]. Retrieved from https://www.youtube.com/watch?v=YDB8nc3tWSM
7. Kak_vyglyadit_samaya_bolshaya_parusnaya_yaxta v_mire [What is the largest sailing yacht in the world]. Retrieved from http://www.fresher. ru/2015/09/24/kak_vyglyadit_samaya_bolshaya_parusnaya_yaxta_v_mire 8. Nastasenko, V.O. (2013). Suchasna sudnova vítrova yenergetika í osoblivostí okhoroni pratsí ta bezpeka íí ̈ ̈ yekspluatatsíí ̈ [Modern ship wind power engineering and features of labor protection and safety of its exploitation]. Naukoviy vísnik KHDMA – Science Bulletin KhDMA: scientific journal. Kherson: Vidavnitstvo KHDMA, № 1 (8), 119–130 [in Ukrainian]. 9. [Electronic resource] – Rezhim dostupa: https://www.youtube.com/watch. v=wAIAC4vU4lM 10. [Official site Eco Marine Power. Retrieved from http://www.ecomarinepower,com/en/energysail 11. Zeppelin SkySails, Sales and Servise. – Germany, Hamburg: 2007 – 32 p. 12. Shostak V.P. & Kisarova A.I. (2016). Poleznaya tyaga sudovogo propul'sivnogo kayta [Useful prop ship propulsion kite]. Zbírnik naukovikh prats' NUK. Korablebuduvannya – Science Bulletin NUK. Shipbuilding, № 4, 4-9 [in Russian]. 13. Nastasenko, V.A. (2016). Sudovaya al'ternativnaya energetika i realii yeye primeneniya v sovremennykh usloviyakh [Ship alternative energy and the realities of its use in modern conditions]. East European Scientific Journal Wschodnioeuropejskie Czasopismo Naukowe (Warszawa Polska), № 3 (7), 36-47. [in Russian]. 14. Pat. 113088 Ukraí̈na, MPK F 03D 1/02 Sposoby ustanovki na sudne sistemi vítrovikh generatorov barabannogo tipu [Equipment installation on ship systems of third-party drum-type oscill] / V.O. Nastasenko; zayav. i patentovlasnik Nastasenko V.O. - № 201412388; zayavl. 18.11.2014; opubl. 12.12.2016, Byul. № 23. - 32 s. 15. Ageyev, V.A. (2004). Netraditsionnyye i vozobnovlyayemyye istochniki energii [Unconventional and renewable energy sources]. SPb.: Izd-vo SPb. un-ta. Kafedra teploenergeticheskikh system [Publishing House of St. Petersburg. un-that. Department of Heat and Power Systems], 343 [in Russian]. 16. SOR-21. Parizhskiy Vsemirnyy Sammit 2015 goda (SOR 2015) po problemam klimata. Retrieved from www.un.org/sustainabledevelopment.ru.cop21.

Переглядів анотації: 3
Завантажень PDF: 7
Опубліковано
2018-12-18