小型清漂船动力能源系统设计

张博骏

摘 要：港口垃圾和污油会对海洋环境造成污染，港口海域狭小，不容易清洗，限制了常规清洗船的使用。需要一种环保、灵活的小型垃圾清理船。本课题首先介绍了该小型清漂船具体参数以及船舶推进系统和收运系统的组成，分析计算了电机的特性和船舶轴的功率，确定了电机的类型和能量系统的组成，并进一步分析计算了太阳能发电系统。结果表明，以锂电池为主要能源，太阳能为辅助能源的模式能够满足小型清洁船的动力需求，符合相关环保要求。

关键词：清漂船;推进系统;收运系统;功率计算

1 清漂船系统概述

1.1 船舶总体参数

小型垃圾清理船是中间有传送带的双体船结构，船舶的具体参数如下：船长L=1.8 m;船宽W=0.9 m;船体深度h=0.43 m;浮体宽度B=0.3 m;浮体间距K=0.6 m;水下深度d=0.17 m;工作行驶速度为V=0.514 m/s;工作速度下的运行时间为t1=4 h;最大行驶速度为Vs=1.029 m/s;最大速度下的運行时间为t2=1 h;弗劳德系数是Fn=0.263;方形系数Cb=0.64;从实验中得到的船在水中的总阻力是R=26.378 N;海水密度为ρ=1 020 kg/m3;船上装有两个轴驱动的桨叶作为螺旋桨，螺旋桨的额定转速n=1 100 r/min;螺旋桨的直径D=0.14 m;螺距比为0.5。

1.2 推进系统和垃圾收运系统组成

船舶电力推进系统主要由电源、配电系统、太阳能光伏发电系统、控制系统、收运电机和收运器组成，垃圾收运系统由回收装置、垃圾箱、传送带、驱动电机等组成[1]，推进系统和收运系统共有同一组动力系统，该动力系统由电源提供给船舶的主电源，依靠配电系统利用太阳能光伏发电系统的电力作为船舶使用的辅助，以提高续航能力。……