Здравствуйте, Гость

Войти в личный кабинет



ВАША КОРЗИНА ПУСТА
http://www.electra.com.ua/components/com_jshopping/files/img_products грн /magazin/cart/delete.html /magazin/product/view.html Ваша корзина пуста. Показать/скрыть подробности Параметры ⇓ Товар добавлен в корзину Товаров ВАША КОРЗИНА ПУСТА Товаров в корзине на сумму Удалить
currency

electra 3

Альтернативные виды водного транспорта

Опубликовано в Источники энергии Просмотров: 1588

vodniy transport1Несмотря на то, что большинство, спускаемых сегодня на воду лодок, работают на бензиновых или дизельных двигателях, электрические лодки начинают возвращать свою былую популярность. Лодки, приводимые в движение силой электрического заряда, пользовались огромным спросом в период 1880-1920 годов, позже двигатель внутреннего сгорания взял господство над водной стихией.
После энергетического кризиса 1970-х годов интерес к этому тихому, и довольно просто возобновляемому источнику энергии, очень быстро возрос снова. С изобретением элементов накопления солнечной энергии, впервые стало возможным создание катера, работающего на

солнечной энергии. Вероятно, что первая практическая солнечная лодка была построена в 1975 году в Англии.

История
Первая электрическая лодка была сконструирована Морицом фон Якобом в 1839 году в Санкт-Петербурге. Модель развивала скорость до 3 миль/ч, и была рассчитана на перевозку 14 пассажиров. Но прошло более 30 лет, прежде чем идея производства электрических лодок нашла своего массового производителя, что было связано, в первую очередь, с несовершенством тогдашних аккумуляторов.
В 1886 году электрический катер в течение 8 часов пересекал водные просторы Английского канала. К 1889 году уже шесть электрических чартерных лодок работало на Темзе, и в 1893 году на Чикагской Всемирной ярмарке 55 электрических лодок совершили перевозку более миллиона пассажиров

vodniy transport2
Пассажирская солнечная лодка, Швейцария, 1995 год

Ранний период популярности электрических лодок датируется 1890-1910 годами, но с открытием двигателя внутреннего сгорание, этот довольно таки перспективный вид транспорта был на время позабыт. «Мария Гордон» - одна из крупнейших в Великобритании, и единственная из сохранившихся электрических шлюпок того времени, построенная по приказанию городского совета на берегу Темзы в Лидсе. Она была создана для перевозки не менее чем 75 пассажиров, и длина её составляет 52 фута. На сегодняшний день на «Марии Гордон» проводятся восстановительные работы.

vodniy transport3
Пример современной электрической лодки

Первая электрическая лодка в США была сконструирована в 1899 году, и уже в 1900 году американская «Electric Company» выпустила в свет подводную лодку на электроприводе. С тех пор, электроэнергия начала использоваться для питания подводных лодок, одновременно с применением дизеля для их движения на водной поверхности. В 1952 году «Electric Company» стала корпорация «General Dynamics».
Комбинированное использование двигательного топлива и электроэнергии на протяжении многих лет усовершенствовалось. Преимущество такого сочетания заключалось в возможности запускать в любое время с оптимальной скоростью топливные двигатели, и введении электродвигателя в действие в случае необходимости повышения маневренности судна.
Калифорнийская фирма «Даффи» в 1968 году начала массовое производство небольших электрических суден. Начиная с 1980-х годов довольно интенсивно изготовляются лодки работающие на солнечных батареях.

Компоненты

Основные компоненты системы электрического привода электролодок во всех случаях схожи с компонентами любого другого электрического транспортного средства, и похожи за своими параметрами.

Устройства подзарядки

Электрическая энергия для питания батарей должна поступать из определенного источника.
Сетевое зарядное устройство позволяет, в момент пребывания на берегу электросудна, полностью перезарядить его аккумуляторы.
vodniy transport4Панели солнечных батарей устанавливаются в максимально доступных для прямых солнечных лучей зонах. Например, на палубе или корабельной рубке. Некоторые солнечные панели, или фотоэлектрические элементы создаются достаточно гибкими, чтобы сделать возможным придание формы их слегка изогнутым поверхностям, создавая таким образом дополнительную площадь поверхности для преломления солнечных лучей.
Тяжелые, жестко-моно-кристаллические типы солнечных батарей являются более эффективными с точки зрения выхода энергии на квадратный метр. Эффективность работы солнечных батарей быстро уменьшается, когда они перестают находиться под влиянием солнца. Тем не менее, использование панельных солнечных батарей в настоящее время является очень выгодным.

Буксируемые генераторы особо выгодны для крейсерских яхт дальнего плавания, поскольку могут генерировать много энергии во время путешествия под парусом. Во время движения судна на водной поверхности или погружения подводной лодки на глубину около 15-50 м, буксируемые генераторы создают заряд батареи силой движения.
Некоторые электроэнергетические системы используют свободный ход диска винта для создания заряда через приводной двигатель при плавании, но эта система, включая проектирование гребного винта и любая передача, не может быть оптимизирована полностью для выполнения этих функций.

vodniy transport5Ветровые турбины могут быть использованы в качестве генераторов энергии на электролодках. Но, к сожалению, по причине высокой интенсивности вращение лезвий ветровых турбин, они редко устанавливаются на суднах. Ветровые турбины размещаются только в наиболее безопасном для пассажиров месте, и исключительно на больших яхтах. Большой размер судна особо важен по причине необходимости создания надежной опоры для турбины, делая её более безопасной в условиях сильного ветра или шторма.
Теоретически, достаточно большие ветровые турбины могли бы полностью обеспечивать электрическое судно всем необходимым для его движение объемом энергии, но, на сегодняшний день, работающих исключительно на энергии ветровых турбин, электролодок ещё не создано, и существуют только судна с механическими ветровыми турбинами как дополнительным элементом питания.
Если лодка имеет двигатель внутреннего сгорания, в любом случае, ветровой турбинный генератор обеспечит значительный заряд для её работы. Используемыми на практике являются две схемы: во-первых, соединение двигателя внутреннего сгорания и электрического мотора с ветровым генератором, и соответственно их совместная работа; во-вторых, отдельная эксплуатация ветровой турбины исключительно только для зарядки аккумуляторных батарей. В обеих случаях регулятор заряда батарей совершенно не требуется. При чем, очень важным является то, что при такой подзарядке батареи совершенно не перегреваются.

Аккумуляторные батарее для электролодок
В последние годы наука достигла значительных высот в области усовершенствования аккумуляторных технологий. Таких же значительных свершений мы ожидаем от ученых и в будущем.

Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи завоевали лидерские позиции на рынке, и остаются наиболее приемлемым эксплуатационным вариантом на данный момент. Глубокий цикл работы батарей является их очевидным преимуществом. Они довольно тяжелые и громоздкие, но не намного больше, чем дизельные двигатели, которые, они вынуждены, в принципе, заменить. Свинцово-кислотные аккумуляторы должны быть надежно закреплены в лодке. Такую осторожность необходимо соблюдать во избежание риска опрокидывания аккумуляторов, и разлития содержащейся в них кислоты, поскольку это может быть очень опасно. Типичные свинцово-кислотных аккумуляторы должны быть пополнены дистиллированной водой.

VRLA батареи, известные, как герметичные свинцово-кислотные, гелевые или AGM батарей – более дорогой вид, нежели свинцово-кислотные батарей. Эти аккумуляторы требуют минимального обслуживания, и, как правило, не требуют периодичного заполнения дистиллированной водой.

Никель-металлгидридные, литий-ионные и другие твердотельные батареи с каждым годом становятся все более доступными, но все еще они остаются довольно дорогими.

Топливные элементы могут обеспечить значительные преимущества электролодок в будущем. Сегодня, однако они по-прежнему дорогие и требуют специального оборудования и знаний.

SB Collinda, первая «солнечная» лодка

vodniy transport6

Регулятор скорости
Одним из наиболее распространенных используемых типов регуляторов скорости является широтно-импульсный модулятор (PWM). PWM-контроллеры отправляют высокочастотные импульсы к двигателю (двигателям). Чем большая мощность работы двигателя необходима, тем более продолжительными становятся подаваемые импульсы.

Электродвигатель
В наше время доступным является широкий спектр двигателей передовых электрических технологий. Традиционные двигатели постоянного тока по-прежнему продолжают эксплуатироваться. Некоторые современные электролодки используют двигатели переменного тока или бесколлекторных двигателей с постоянным магнитом. Их преимуществом является отсутствие коммутаторов, которые могут изнашиваться, недостатком – общая зависимость от электронных контроллеров и высокого напряжения, что требует высокого уровня изоляции.

Привод
Традиционно в лодках используется при двигателе гребной винт, карданный вал в комплекте с уплотненными подшипниками. Часто включен и редуктор для того, чтобы повысить эффективность работы гребного винта. Он может быть представлен традиционной коробкой передачи, коаксиальной планетарной передачей или трансмиссией с ремнями или цепями.
Электродвигатель может быть воплощен в модуле с гребневый винтом, и фиксироваться за пределами корпуса (парус-диск).

 

© Сергей Вольтер 2013
Любое копирование, перепечатка и распространение материалов статей без разрешения правообладателя запрещены и преследуются по закону. Нарушение авторских прав будет рассматриваться согласно статьи 52 Закона Украины «О авторском праве и смежных правах», статьи 176 Криминального Кодекса Украины, статьи 432 Гражданского кодекса Украины, статьи 51-2 Кодекса Украины об административных правонарушениях.