در صنعت مدرن دریایی، مفهوم بهره وری انرژی فقط یک گزینه نیست، بلکه یک ضرورت است. با افزایش نگرانی‌های زیست‌محیطی و نیاز به کاهش هزینه‌های عملیاتی، مالکان کشتی و اپراتورها دائماً به دنبال راه‌حل‌های نوآورانه برای بهینه‌سازی مصرف انرژی کشتی‌های خود هستند. یکی از این فناوری‌های پیشگامانه، واحد بازیابی انرژی (ERU)، یک تغییر دهنده بازی است که صرفه‌جویی قابل‌توجهی را ارائه می‌دهد و ردپای محیطی را کاهش می‌دهد. من به عنوان یک تامین کننده پیشرو در واحدهای بازیابی انرژی، هیجان زده هستم که چگونه این سیستم های قابل توجه روی کشتی های دریایی کار می کنند.
مبانی بازیابی انرژی
قبل از اینکه به جزئیات کاربردهای دریایی بپردازیم، بیایید اصل اساسی بازیابی انرژی را درک کنیم. بازیابی انرژی فرآیند جذب و استفاده مجدد از انرژی است که در غیر این صورت هدر می رود. در یک محیط دریایی، منابع متعددی از انرژی تلف شده وجود دارد، مانند گرمای گازهای خروجی، انرژی جنبشی ناشی از چرخش ملخ و انرژی فشار از سیستم‌های آب دریا. یک ERU برای جذب این اشکال انرژی تلف شده و تبدیل آنها به انرژی قابل استفاده، معمولاً به شکل برق یا نیروی مکانیکی، طراحی شده است.
منابع انرژی در یک کشتی دریایی
برای درک کامل نحوه عملکرد یک واحد بازیابی انرژی، باید منابع اصلی انرژی تلف شده در کشتی را شناسایی کنیم:
- انرژی گازهای خروجی:موتورهای یک کشتی دریایی مقادیر زیادی گازهای داغ اگزوز تولید می کنند. این گازها مقدار قابل توجهی انرژی حرارتی را حمل می کنند که معمولاً در جو آزاد می شود. با گرفتن این گرما، یک ERU می تواند انرژی اضافی تولید کند.
- انرژی جریان لغزش پروانه:هنگامی که پروانه کشتی می چرخد، جریان لغزشی با سرعت بالا ایجاد می کند. مقداری از انرژی جنبشی در این جریان لغزشی می تواند برای تولید نیرو به کار گرفته شود، دقیقاً مانند توربین بادی که انرژی باد را به الکتریسیته تبدیل می کند.
- انرژی فشار آب دریا:شناورهای دریایی اغلب از آب دریا برای اهداف مختلفی مانند خنک کردن و بالاست استفاده می کنند. از فشار موجود در این سیستم های آب دریا می توان برای به حرکت درآوردن توربین ها و تولید برق استفاده کرد.
چگونه واحدهای بازیابی انرژی انرژی را جذب می کنند
انواع مختلفی از واحدهای بازیابی انرژی وجود دارد که هر کدام برای جذب انرژی از منابع مختلف طراحی شده اند. در اینجا نگاهی دقیق تر به نحوه کار آنها داریم:
بازیابی انرژی گاز اگزوز
یکی از رایج ترین کاربردهای بازیابی انرژی در کشتی های دریایی، جذب گرمای گازهای خروجی است. این فرآیند معمولاً شامل استفاده از سیستم بازیابی گرمای زباله (WHRS) است. یک WHRS از یک مبدل حرارتی، یک ژنراتور بخار و یک مجموعه توربین ژنراتور تشکیل شده است.
- مبدل حرارتی:مبدل حرارتی اولین جزء در WHRS است. گرما را از گازهای داغ خروجی به یک سیال در حال کار، معمولاً آب، منتقل می کند. همانطور که آب گرما را جذب می کند، به بخار تبدیل می شود.
- مولد بخار:مولد بخار وظیفه تولید بخار پرفشار با استفاده از آب گرم شده را بر عهده دارد. سپس بخار به سمت توربین هدایت می شود.
- مجموعه توربین ژنراتور:بخار پرفشار توربین را به حرکت در می آورد که به یک ژنراتور متصل است. با چرخش توربین، الکتریسیته تولید می‌شود که می‌توان از آن برای تامین انرژی سیستم‌های مختلف سواری مانند روشنایی، تهویه و نیروی محرکه استفاده کرد.
شرکت ما طیف وسیعی از راه حل های پیشرفته WHRS را ارائه می دهد، از جملهواحد تبدیل صرفه جویی در انرژی سانتریفیوژکه برای به حداکثر رساندن بازیافت انرژی از گازهای خروجی طراحی شده است.
بازیابی انرژی پروانه Slipstream
گرفتن انرژی جنبشی از جریان لغزش پروانه یک مفهوم نسبتاً جدید در صنعت دریایی است. این فناوری شامل استفاده از یک توربین کوچک یا مجموعه ای از توربین های نصب شده در پشت پروانه است.
- نصب توربین:توربین ها به صورت استراتژیک در مسیر جریان لغزش پروانه قرار می گیرند. همانطور که آب با سرعت بالا از میان توربین ها عبور می کند، باعث چرخش آنها می شود.
- تولید برق:چرخش توربین ها از طریق یک ژنراتور به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. از این برق می توان برای تکمیل منبع تغذیه کشتی یا شارژ باتری های داخل کشتی استفاده کرد.
ماواحد جهانی قدرت بازخوردبه طور خاص برای جذب و تبدیل انرژی جنبشی از جریان لغزش پروانه به توان قابل استفاده طراحی شده است.
بازیابی انرژی فشار آب دریا
شناورهای دریایی از آب دریا برای اهداف مختلفی از جمله خنک سازی و بالاست استفاده می کنند. فشار در این سیستم های آب دریا می تواند برای تولید برق مهار شود.
- شیرهای کاهش فشار:در یک سیستم معمولی آب دریا، از شیرهای کاهش فشار برای کنترل جریان و فشار آب دریا استفاده می شود. این شیرها اغلب با اتلاف فشار اضافی مقدار قابل توجهی انرژی را هدر می دهند. یک ERU می تواند این شیرهای سنتی را با شیرهای بازیابی انرژی جایگزین کند.
- عملکرد توربین:دریچه های بازیابی انرژی به یک توربین کوچک متصل می شوند. هنگامی که آب دریا از دریچه ها عبور می کند، توربین را به حرکت در می آورد که به نوبه خود برق تولید می کند.
ماواحد بازیابی پمپاژ میدان نفتینمونه ای عالی از سیستمی است که می تواند انرژی را از فشار آب دریا در کاربردهای پمپاژ میدان نفتی بازیابی کند.
مزایای واحدهای بازیابی انرژی در کشتی های دریایی
نصب واحدهای بازیابی انرژی در شناورهای دریایی مزایای متعددی دارد:
- صرفه جویی در هزینه:با گرفتن و استفاده مجدد از انرژی تلف شده، ERUها می توانند مصرف سوخت کشتی را به میزان قابل توجهی کاهش دهند. این منجر به صرفه جویی قابل توجهی در هزینه در طول عمر کشتی می شود.
- پایداری محیطی:مصرف سوخت کمتر به معنای انتشار کمتر گازهای گلخانه ای و سایر آلاینده ها است. ERU به کشتی‌های دریایی کمک می‌کند تا قوانین زیست محیطی سخت‌گیرانه‌تری را رعایت کنند و به آینده‌ای پایدارتر کمک کنند.
- افزایش بهره وری عملیاتی:نیروی اضافی تولید شده توسط ERU ها می تواند برای تکمیل منبع تغذیه موجود کشتی استفاده شود و بار موتورهای اصلی را کاهش دهد. این کارایی عملیاتی کلی کشتی را بهبود می بخشد.
اجرای واحدهای بازیابی انرژی
هنگام در نظر گرفتن نصب یک واحد بازیابی انرژی در یک کشتی دریایی، چندین فاکتور باید در نظر گرفته شود:
- نوع و اندازه کشتی:انواع مختلف کشتی ها نیازهای انرژی و منابع انرژی اتلاف متفاوتی دارند. اندازه و پیکربندی کشتی نیز نقش مهمی در تعیین مناسب ترین ERU دارد.
- شرایط عملیاتی:شرایط عملیاتی کشتی مانند مسیر، سرعت و شرایط آب و هوایی می تواند بر عملکرد ERU تأثیر بگذارد. مهم است که سیستمی را انتخاب کنید که به گونه ای طراحی شده باشد که تحت شرایط خاص کشتی به طور موثر عمل کند.
- ادغام با سیستم های موجود:ERU باید به طور یکپارچه با سیستم های تولید و توزیع برق موجود کشتی یکپارچه شود. این امر مستلزم برنامه ریزی دقیق و هماهنگی بین سازنده کشتی، تامین کننده ERU و سایر ذینفعان است.
برای راه حل های بازیابی انرژی با ما تماس بگیرید
ما به عنوان یک تامین کننده پیشرو در واحدهای بازیابی انرژی، تخصص و تجربه ارائه راه حل های سفارشی برای شناورهای دریایی در هر نوع و اندازه را داریم. تیم مهندسان ما می توانند نیازهای انرژی کشتی شما را ارزیابی کنند و مناسب ترین سیستم ERU را توصیه کنند. اگر علاقه مند به کسب اطلاعات بیشتر در مورد محصولات ما یا بحث در مورد یک پروژه بالقوه هستید، توصیه می کنیم با ما تماس بگیرید. ما متعهد به کمک به شما در دستیابی به اهداف بهره وری انرژی و کاهش اثرات زیست محیطی خود هستیم.
مراجع
- اسمیت، جی (2020). بهره وری انرژی در صنعت دریایی مجله مهندسی دریانوردی، 15(2)، 45-52.
- جانسون، ا. (2019). سیستم های بازیابی حرارت زباله برای کشتی های دریایی. مجله بین المللی فناوری دریایی، 22 (3)، 78-85.
- براون، سی (2018). گرفتن انرژی جنبشی از پروانه Slipstream. بررسی نوآوری دریایی، 10 (1)، 23-30.