ПРИМЕНЕНИЕ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИИ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

Аннотация

Предметом настоящего исследования является анализ возможностей дальнейшего роста энергоэффективности судовых энергетических установок за счет использования концепции топливных элементов. Отмечается, что повышение эффективности современных энергетических установок, использующих тепловые двигатели, сдерживается ограничениями, накладываемыми на их коэффициент полезного действия теоремой Карно. В настоящее время перспективы роста КПД поршневых двигателей в качестве основных источников энергии в судовых энергетических установках рассматриваются как практически исчерпанные. В этой связи актуальной задачей совершенствования является поиск новых технических решений, не подпадающих под указанные ограничения, который, в частности, приводит к концепции топливных элементов. Технологии топливных элементов, в отличие от тепловых двигателей, предполагают использование иных способов преобразования скрытой энергии топлива, принципиально позволяя выйти на новый уровень энергоэффективности с повышением КПД на 10 % и более. В работе рассмотрены главные преимущества и недостатки основных видов топливных элементов и возможность их применения в качестве основных источников энергии в судостроении. Выделены наиболее перспективныевиды топливных элементов для судового использования, определена их инвестиционная привлекательность. В работе уделено отдельное особое внимание проблемам использования и хранения основного вида топлива для топливных элементов, которым является водород. На основе разработанных технологий использования сжиженного природного газа (LNG) выполнено сопоставление отдельных, наиболее значимых в эксплуатации свойств водорода со свойствами LNG. Дана оценка потенциальных рисков, возникающих при использовании водорода в качестве основного топлива на судах. На примерах разрабатываемых проектов энергетических установок с топливными элементами сделаны выводы о перспективах использования топливных элементов в судостроении.

Ключевые слова

судовая энергетическая установка, энергоэффективность, топливные элементы, водородное топливо, перспективы использования

Читать полный текст статьи:  PDF

Список литературы

Об авторах

Живлюк Григорий Евгеньевич - кандидат технических наук, доцент

spb-engine-prof@mail.ru. kaf_dvs@gumrf.ru

ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»

Петров Александр Павлович - кандидат технических наук, профессор

app.polab@inbox.ru. kaf_dvs@gumrf.ru

ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»