В то время как значительное большинство водных судов работают на дизельных двигателях , а также на парусных и бензиновых двигателях , лодки, работающие на электричестве, используются уже более 120 лет. Электрические лодки были очень популярны с 1880-х годов [2] до 1920-х годов, когда двигатель внутреннего сгорания стал доминирующим. После энергетических кризисов 1970-х годов интерес к этому тихому и потенциально возобновляемому источнику морской энергии неуклонно растет, особенно с появлением более эффективных солнечных батарей , впервые сделавших возможными моторные лодки с теоретически бесконечной дальностью плавания, как у парусных . Первая практичная лодка на солнечных батареях , вероятно, была построена в 1975 году в Англии . [3] Первая электрическая парусная лодка, совершившая кругосветное путешествие (включая транзит через Панамский канал ) с использованием только зеленых технологий , — это EcoSailingProject.
Одним из главных преимуществ перехода с судов на ископаемом топливе на электричество, помимо экологических преимуществ, является низкая стоимость эксплуатации. Это можно понять, если оценить стоимость механической энергии из разных источников — дизельный двигатель, энергия сети, хранящаяся в аккумуляторе для двигателей, добавление солнечной энергии к энергии сети, хранящейся в аккумуляторе для двигателей. Разница между дизельным двигателем и двумя другими зависит от стоимости топлива и стоимости сети в соответствующем регионе. Но в таком месте, как Индия, это может быть в разы больше или в десять раз. [4]
История
Рано
Первая электрическая лодка была разработана немецким изобретателем Морицем фон Якоби в 1839 году в Санкт-Петербурге , Россия . Это была лодка длиной 24 фута (7,3 м), которая перевозила 14 пассажиров со скоростью 3 мили в час (4,8 км/ч). Она была успешно продемонстрирована императору Николаю I на реке Неве .
Золотой век
Потребовалось более 30 лет разработки аккумуляторов и двигателей, прежде чем электрическая лодка стала практическим предложением. Этот метод движения пережил своего рода золотой век примерно с 1880 по 1920 год, когда доминирующим методом стали подвесные моторы на бензине. Гюстав Труве , французский инженер-электрик, запатентовал небольшой электродвигатель в 1880 году. Первоначально он предположил, что двигатель может приводить в действие набор гребных колес для движения лодок по воде, а позже выступил за использование гребного винта .
Австрийский эмигрант в Британии, Энтони Реккензаун , сыграл важную роль в разработке первых практичных электрических лодок. Работая инженером в Electrical Power Storage Company, он провел много оригинальной и новаторской работы над различными формами электрической тяги. В 1882 году он спроектировал первый значительный электрический катер, работающий от аккумуляторных батарей , и назвал лодку Electricity . [5] Лодка имела стальной корпус. [6] Она была около 26 футов (7,9 м) в длину, с шириной около 5 футов (1,5 м) и осадкой около 2 футов (610 мм). Она была оснащена гребным винтом диаметром 22 дюйма (560 мм) . [7] Батареи и электрооборудование были скрыты от глаз под зоной отдыха, что увеличивало пространство, доступное для размещения пассажиров. Лодки использовались для развлекательных экскурсий вверх и вниз по реке Темзе и обеспечивали очень плавную, чистую и тихую поездку. Лодка могла работать в течение шести часов и развивать среднюю скорость 8 миль в час. [6]
Мориц Иммиш основал свою компанию в 1882 году в партнерстве с Уильямом Кеппелем, 7-м графом Альбемарлем , специализируясь на применении электродвигателей в транспорте. Компания наняла Магнуса Фолька в качестве менеджера по развитию своего отдела электрических катеров. После 12 месяцев экспериментальной работы, начатой в 1888 году с ранданского скифа , фирма заказала строительство корпусов, которые они оснастили электрическими аппаратами. Первый в мире флот электрических катеров для проката с цепочкой электрических зарядных станций был создан вдоль реки Темзы в 1880-х годах. На карте прогулочных маршрутов Темзы 1893 года показаны восемь «зарядных станций для электрических катеров» между Кью ( Стрэнд-он-зе-Грин ) и Редингом ( Кавершем ). [2] Компания построила свою штаб-квартиру на острове под названием Платтс-Эйот .
С 1889 года и до начала Первой мировой войны в сезон лодок и регат бесшумные электрические лодки курсировали вверх и вниз по течению. [8]
Электрические катера компании широко использовались богатыми людьми в качестве средства передвижения по реке. Грандиозные суда были построены из тика или красного дерева и роскошно обставлены, с витражами, шелковыми занавесками и бархатными подушками. Уильям Сарджент был заказан компанией Иммиша для строительства Mary Gordon в 1898 году для городского совета Лидса для использования на озере Раундхей-Парк — лодка сохранилась до сих пор и в настоящее время реставрируется. [9] Это роскошное прогулочное судно длиной 70 футов могло перевозить до 75 пассажиров с комфортом. Катера экспортировались в другие места — они использовались в Озерном крае и по всему миру.
На Всемирной выставке в Чикаго 1893 года 55 катеров, разработанных по проекту Энтони Реккензауна, перевезли более миллиона пассажиров. [10] [11] Электрические лодки имели ранний период популярности между 1890 и 1920 годами, пока появление двигателя внутреннего сгорания не вытеснило их из большинства областей применения.
Большинство электрических судов этой эпохи представляли собой небольшие пассажирские суда, курсировавшие по неприливным водам, в то время, когда единственной альтернативой энергии был пар .
Отклонить
С появлением подвесного мотора , работающего на бензине , использование электроэнергии на лодках сократилось с 1920-х годов. Однако в некоторых ситуациях использование электрических лодок сохранилось с начала 20-го века и по сей день. Одна из них находится на озере Кёнигзее , недалеко от Берхтесгадена на юго-востоке Германии . Здесь озеро считается настолько экологически уязвимым, что паровые и моторные лодки были запрещены с 1909 года. Вместо этого компания Bayerische Seenschifffahrt и ее предшественники эксплуатировали флот электрических катеров для предоставления общественных пассажирских услуг на озере. [12] [13] [14]
Первые электрические подводные лодки были построены в 1890-х годах, например, испанская подводная лодка Peral , спущенная на воду в 1888 году. [15] С тех пор электроэнергия использовалась почти исключительно для питания подводных лодок под водой (традиционно от батарей), хотя дизельное топливо использовалось для непосредственного питания гребного винта на поверхности до разработки ВМС США дизель-электрической трансмиссии в 1928 году, в которой гребной винт всегда приводился в действие электродвигателем, энергия поступала от батарей в подводном положении или от дизель-генератора в надводном положении.
Использование комбинированного топлива и электродвижения ( комбинированного дизель-электрического или газового , или CODLOG) постепенно расширялось на протяжении многих лет до такой степени, что некоторые современные лайнеры, такие как Queen Mary 2, используют только электродвигатели для фактического движения, работающие от дизельных и газотурбинных двигателей. Преимущества включают в себя возможность работы топливных двигателей на оптимальной скорости в любое время и возможность установки электродвигателя в гондоле , которая может вращаться на 360° для повышения маневренности. Обратите внимание, что это на самом деле не электрическая лодка , а скорее вариант дизель-электрического или турбинно-электрического движения, похожего на дизельное или электрическое движение, используемое на подводных лодках со времен Первой мировой войны .
Ренессанс
Использование электроэнергии для питания лодок оставалось на прежнем уровне, за исключением их использования в качестве подвесных моторов для троллинга , пока компания Duffy Electric Boat Company из Калифорнии не начала массовое производство небольших электрических судов в 1968 году. Только в 1982 году была создана Ассоциация электрических лодок , и начали появляться лодки на солнечных батареях. [16] Для уменьшения трения и увеличения дальности некоторые лодки используют подводные крылья . [17] Буксир eWolf, спущенный на воду в марте 2024 года, имеет главную двигательную батарею емкостью 6,2 мегаватт-часа и два электропривода и является более мощным, чем дизельные буксиры в порту. [18]
Компоненты
Основные компоненты системы привода любого судна с электроприводом во всех случаях одинаковы и аналогичны опциям, доступным для любого электромобиля .
Зарядное устройство
Электроэнергию для аккумуляторной батареи необходимо получать из какого-то источника, например, от солнца.
Сетевое зарядное устройство позволяет заряжать лодку от берегового источника питания, если он доступен. Береговые электростанции подлежат гораздо более строгому контролю за окружающей средой, чем среднестатистический морской дизель или подвесной мотор. Покупая экологически чистую электроэнергию, можно эксплуатировать электрические лодки, используя устойчивую или возобновляемую энергию . Для больших судов может потребоваться береговая батарея для обеспечения большего количества краткосрочной мощности, чем может предоставить сеть.
Солнечные панели могут быть встроены в лодку в разумных местах на палубе, крыше каюты или в качестве тентов. Некоторые солнечные панели или фотоэлектрические массивы могут быть достаточно гибкими, чтобы соответствовать слегка изогнутым поверхностям, и могут быть заказаны в необычных формах и размерах. Тем не менее, более тяжелые, жесткие монокристаллические типы более эффективны с точки зрения выработки энергии на квадратный метр. Эффективность солнечных панелей быстро снижается, когда они не направлены прямо на солнце, поэтому какой-то способ наклона массивов во время движения очень выгоден.
Буксируемые генераторы распространены на яхтах для дальних круизов и могут вырабатывать много энергии при движении под парусом. Если у электролодки также есть паруса, и она будет использоваться на большой глубине (глубже, чем 15 м или 50 футов), то буксируемый генератор может помочь накопить заряд батареи во время плавания (нет смысла таскать такой генератор при работе на электротяге, так как дополнительное сопротивление генератора будет тратить больше электроэнергии, чем он вырабатывает ). Некоторые электроэнергетические системы используют приводной винт свободного хода для генерации заряда через двигатель привода при движении под парусом, но эта система, включая конструкцию винта и любую передачу, не может быть оптимизирована для обеих функций. Возможно, ее лучше заблокировать или зафиксировать, пока более эффективная турбина буксируемого генератора собирает энергию.
Ветровые турбины распространены на круизных яхтах и могут быть очень хорошо подходят для электрических лодок. Существуют соображения безопасности относительно вращающихся лопастей, особенно при сильном ветре. Важно, чтобы лодка была достаточно большой, чтобы турбину можно было установить вдали от всех пассажиров и экипажа при любых обстоятельствах, в том числе при нахождении у причала, берега или пирса. Также важно, чтобы лодка была достаточно большой и достаточно устойчивой, чтобы верхний барьер, создаваемый турбиной на ее шесте или мачте, не ставил под угрозу ее устойчивость при сильном ветре или шторме. Достаточно большие ветровые генераторы могли бы производить полностью электрическую лодку, работающую на ветровом топливе. Пока такие лодки неизвестны, хотя существует несколько лодок с механическими ветровыми турбинами.
В гибридных электрических лодках, если лодка в любом случае имеет двигатель внутреннего сгорания, то ее генератор будет обеспечивать значительный заряд во время движения. Используются две схемы: двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель оба соединены с приводом ( параллельный гибрид ), или двигатель внутреннего сгорания приводит в действие генератор только для зарядки аккумуляторных батарей ( последовательный гибрид ).
Во всех случаях необходим регулятор заряда . Он обеспечивает зарядку аккумуляторов с максимально безопасной скоростью при наличии питания, без перегрева или внутренних повреждений, а также не допускает перезарядки при приближении к полной зарядке.
Альтернативой зарядке является замена батарей в порту. Это дает преимущество, поскольку устраняет необходимость ждать завершения подзарядки перед отплытием. Такой подход может позволить электрифицировать суда и паромы с плотным графиком, поскольку зарядку можно производить в порту без ограничений по времени. [19]
Аккумуляторная батарея
За последние годы в технологии аккумуляторных батарей произошел значительный технический прогресс, и в будущем следует ожидать еще большего прогресса.
Свинцово-кислотные аккумуляторы оставались наиболее приемлемым вариантом до появления более крупных литий-ионных аккумуляторов, массово производимых для электромобилей примерно с 2012 года. Глубокоцикловые, «тяговые» аккумуляторы являются очевидным выбором. Они тяжелые и громоздкие, но не намного больше дизельного двигателя, баков и арматуры, которые они могут заменить. Их необходимо надежно закрепить, расположить низко и по центру лодки. Важно, чтобы они не могли перемещаться ни при каких обстоятельствах. Необходимо следить за тем, чтобы не было риска проливания сильной кислоты в случае опрокидывания, так как это может быть очень опасно. Также необходимо отводить взрывоопасные водородные и кислородные газы. Типичные свинцово-кислотные аккумуляторы должны быть заполнены дистиллированной водой.
Свинцово-кислотные аккумуляторы с клапанным регулированием (VRLA), обычно известные как герметичные свинцово-кислотные, гелевые или AGM- аккумуляторы, сводят к минимуму риск утечки, а газы выбрасываются только при перезарядке аккумуляторов. Эти аккумуляторы требуют минимального обслуживания, поскольку их нельзя и обычно не нужно заправлять водой.
Никель-металл-гидридные , литий-ионные и другие типы аккумуляторов становятся доступными, но все еще дороги. Это тип аккумуляторов, который в настоящее время распространен в перезаряжаемых ручных инструментах, таких как дрели и отвертки, но они относительно новы для этой среды. Для них требуются другие контроллеры заряда, чем те, которые подходят для свинцово-кислотных типов.
В данном случае литий-ионные батареи обычно означают литий-железо-фосфатные батареи , которые, хотя и тяжелее других литий-ионных, безопаснее для морского применения. Они дороги, но в приложениях, где требуется надежность и прочность, например, паромы, которые ходят большую часть дня (10–12 часов в день), это лучший вариант. У них гораздо более длительный срок службы — жизненный цикл от 5 до 7 лет.
Топливные элементы или проточные батареи могут обеспечить значительные преимущества в ближайшие годы. Однако сегодня (2017) они все еще дороги и требуют специального оборудования и знаний.
Среди различных химических составов аккумуляторов выбор между быстрой зарядкой (LTO, NMC и т. д.) и медленной зарядкой (LFP) определяется экономическим анализом с учетом капитальных затрат (CAPEX), эксплуатационных расходов (OPEX), совокупной стоимости владения (TCO). Замечено, что при более высокой потребности в энергии из-за высокой скорости или большого веса с прерывистой зарядкой быстро заряжаемые аккумуляторы становятся более экономичными. [4]
Размер аккумуляторной батареи определяет дальность хода лодки на электротяге. Скорость, с которой движется лодка, также влияет на дальность хода — более низкая скорость может существенно повлиять на энергию, необходимую для перемещения корпуса. Другие факторы, влияющие на дальность хода, включают состояние моря, течения, сопротивление воздуха и любой заряд, который может быть восстановлен во время движения, например, солнечными батареями на полном солнце. Ветровая турбина при хорошем ветре поможет, а моторный парус при любом ветре может сделать это еще лучше.
Регулятор скорости
Чтобы сделать лодку пригодной к использованию и маневренной, необходим простой в эксплуатации контроллер скорости вперед/стоп/назад. Он должен быть эффективным, т. е. не должен нагреваться и тратить энергию на любой скорости, и должен выдерживать полный ток, который может предположительно протекать при любых условиях полной нагрузки. Один из наиболее распространенных типов контроллеров скорости использует широтно-импульсную модуляцию (ШИМ). Контроллеры ШИМ посылают высокочастотные импульсы мощности на двигатель(и). По мере того, как требуется больше мощности, импульсы становятся длиннее.
Электродвигатель
Используется широкий спектр технологий электродвигателей . Традиционные двигатели постоянного тока с возбуждением использовались и используются до сих пор. Сегодня на многих лодках используются легкие двигатели постоянного тока с постоянными магнитами. Преимущество обоих типов в том, что, хотя скорость можно контролировать с помощью электроники, это не является обязательным требованием. На некоторых лодках используются двигатели переменного тока или бесщеточные двигатели с постоянными магнитами. Преимуществами этих двигателей являются отсутствие коммутаторов, которые могут изнашиваться или выходить из строя, а также часто более низкие токи, позволяющие использовать более тонкие кабели; недостатками являются полная зависимость от требуемых электронных контроллеров и обычно высокие напряжения, которые требуют высокого уровня изоляции.
Приводной поезд
Традиционные лодки используют встроенный двигатель, приводящий в действие винт через гребной вал с подшипниками и уплотнениями. Часто редуктор встраивается, чтобы иметь возможность использовать более крупный и эффективный винт. Это может быть традиционная коробка передач, соосные планетарные передачи или трансмиссия с ремнями или цепями. Из-за неизбежных потерь, связанных с передачей, многие приводы устраняют их, используя медленные двигатели с высоким крутящим моментом. Электродвигатель может быть заключен в гондолу с винтом и закреплен снаружи корпуса (парусный привод) или на внешнем креплении (подвесной мотор).
Типы
Существует столько же типов электрических лодок, сколько и лодок с любым другим способом движения, но некоторые типы имеют особое значение по разным причинам.
Исторические и отреставрированные электрические лодки, такие как электрическая лодка Мэри Гордон, существуют и часто являются важными проектами для тех, кто в них участвует.
Тревога по поводу дальности полета — распространенное беспокойство у тех, кто рассматривает возможность установки электропривода на судне. В 2018 году команда Rigging Doctor на борту Wisdom пересекла Атлантический океан с помощью электродвигателя. [20]
Канальные, речные и озерные лодки. Электрические лодки с их ограниченным диапазоном и производительностью, как правило, использовались в основном на внутренних водных путях, где их полное отсутствие локального загрязнения является существенным преимуществом. Электроприводы также доступны в качестве вспомогательного движителя для парусных яхт на внутренних водах.
Электрические подвесные моторы и троллинговые моторы доступны уже несколько лет по цене от 100 долларов США до нескольких тысяч. Для них требуются внешние батареи на дне лодки, но в остальном это практичные цельные изделия. Большинство доступных электрических подвесных моторов не так эффективны, как индивидуальные приводы, но оптимизированы для предполагаемого использования, например, для рыбаков на внутренних водных путях. Они тихие и не загрязняют воду или воздух, поэтому они не отпугивают и не причиняют вреда рыбе, птицам и другим диким животным. В сочетании с современными водонепроницаемыми аккумуляторными батареями электрические подвесные моторы также идеально подходят для яхтенных тендеров и других прибрежных прогулочных судов.
Электрические персональные водные транспортные средства были изобретены, но еще не полностью коммерциализированы. Эти водные транспортные средства используют мощные внутренние аккумуляторные системы, которые водонепроницаемы и приводят судно в движение на высоких скоростях с помощью реактивного двигателя. Самый первый успешный проект электрического персонального водного транспортного средства принадлежит американской компании ELAQUA Marine. [21]
Круизные яхты обычно имеют вспомогательный двигатель, и у него есть два основных применения: одно из них — движение вперед или моторный парус в море, когда ветер слабый или не в том направлении. Другое — обеспечение последних 10 минут или около того движения, когда лодка находится в порту и ее нужно маневрировать в тесном месте в переполненной и тесной марине или гавани. Электропривод не подходит для длительного плавания на полной мощности, хотя мощность, необходимая для медленного движения в слабом ветре и спокойном море, невелика. Что касается второго случая, электроприводы подходят идеально, поскольку ими можно точно управлять, и они могут обеспечивать значительную мощность в течение коротких периодов времени.
Первый в Норвегии паром с аккумуляторно-электрическим приводом — MV Ampere [22] [ 23] [24] с вместимостью 120 автомобилей и 12 грузовиков. По состоянию на ноябрь 2016 года [обновлять]он проехал 106 000 км. Его аккумулятор вмещает 1 МВт·ч энергии, но 9-минутного времени зарядки иногда недостаточно, и необходимо установить большую емкость аккумулятора. Норвегия запланировала несколько других проектов электрических паромов . [25] На основании эксплуатационных данных Siemens приходит к выводу в анализе жизненного цикла , что 61 из 112 маршрутов дизельных паромов в Норвегии можно заменить электрическими паромами со сроком окупаемости 5 лет. Анализ включает в себя вспомогательные расходы, такие как зарядные устройства, сеть и т. д. [26]
В Финляндии Föri , исторический городской паром Турку через реку Аура в Або, был переоборудован на полностью электрическую тягу в апреле 2017 года. Судно было представлено как паровой паром на дровах в 1904 году, переоборудовано на дизельный паром в 1955 году и теперь обеспечивает непрерывный ежедневный сервис с 06:15 до позднего вечера для пешеходов и велосипедистов на энергии аккумулятора. Зарядка происходит ночью. [27]
Другие проекты рассматриваются в Канаде, Швеции и Дании. [28] [29] [30]
Первый в Индии солнечный паром , судно на 75 пассажиров, которое питается от солнца и заряжается от сети с помощью литиевых батарей, начал работу в 2017 году. [31] Исходя из прогнозов потребления, срок окупаемости составляет 3 года. [32] [33] [34]
Некоторые паромы могут заряжать бортовые батареи во время стоянки с помощью пантографа . [35]
Дизель-электрический гибрид : есть третье потенциальное применение для вспомогательного дизельного двигателя, а именно зарядка аккумуляторов, когда они внезапно начинают разряжаться вдали от берега посреди ночи или на якоре после нескольких дней проживания на борту. В этом случае, когда ожидается такое использование, возможно, на большой круизной яхте, то комбинированное дизель-электрическое решение может быть разработано с самого начала. Дизельный двигатель устанавливается с основной целью зарядки аккумуляторных батарей, а электродвигатель — с целью движения. Существует некоторое снижение эффективности при движении на большие расстояния, поскольку мощность дизеля сначала преобразуется в электричество, а затем в движение, но есть балансирующая экономия каждый раз, когда ветряные, парусные и солнечные батареи используются для маневрирования и для коротких поездок без запуска дизеля. Существует гибкость, позволяющая запускать дизель как чистый генератор, когда это необходимо. Основные потери приходятся на вес и стоимость установки, но на более крупных круизных судах, которые могут стоять на якоре, работая на больших дизельных двигателях в течение нескольких часов каждый день, это не слишком большая проблема по сравнению с экономией, которую можно получить в другое время. Примером может служить рыболовное судно Selfa El-Max 1099, [38] с аккумулятором на 135 кВт·ч и дизельным генератором на 80 кВт. [39] Судно снабжения, работающее на СПГ , начало работу в 2016 году с аккумулятором на 653 кВт·ч/1600 кВт, действующим как вращающийся резерв во время динамического позиционирования , что позволяет экономить 15–30% топлива. [40]
Солнечные батареи: Судно, приводимое в движение прямой солнечной энергией, является морским солнечным транспортным средством . Доступный солнечный свет почти всегда преобразуется в электричество солнечными элементами, временно хранится в аккумуляторных батареях и используется для приведения в действие винта через электродвигатель. Уровни мощности обычно составляют от нескольких сотен ватт до нескольких киловатт. Суда на солнечных батареях начали становиться известными около 1985 года, а в 1995 году появились первые коммерческие пассажирские суда на солнечных батареях. [41] Суда на солнечных батареях успешно использовались в море. Первое пересечение Атлантического океана было совершено зимой 2006/2007 года солнечным катамараном Sun21. [42] [43] (см. также Список судов на солнечных батареях )
Проводные электрические лодки
Лодки-троллейбусы — это особая категория электрических лодок, которые получают электроэнергию по проводам. Это могут быть воздушные провода, где один или два провода закреплены над водой, и лодка может контактировать с ними, чтобы получать электрический ток, или водонепроницаемый трос может использоваться для соединения лодки с берегом. В случае одного воздушного провода электрическая цепь должна быть замкнута самой водой, что приводит к большему сопротивлению и коррозии электродов. В случае двух проводов электрический ток не должен передаваться через воду, но двойные провода, которые вызывают короткое замыкание всякий раз, когда они соприкасаются друг с другом, усложняют конструкцию.
В туннеле Mauvages [fr] на канале Марна-Рейн двухполюсная воздушная линия обеспечивает 600 В постоянного тока для электрического буксира, который тянет себя и несколько судов через туннель длиной 4877 м по подводной цепи. Это предотвращает накопление выхлопных газов дизельных двигателей в туннеле. Другим примером был экспериментальный электрический буксир Teltow [de] на озере Кляйнмахновер, в 17 км к юго-западу от Берлина. Он использовался с 1903 по 1910 год и имел токосъемные столбы, основанные на тех, которые используются в троллейбусах .
Загрязнение и воплощенная энергия
Все составные части любой лодки должны быть изготовлены и в конечном итоге должны быть утилизированы. Некоторое загрязнение и использование других источников энергии неизбежны на этих этапах жизни лодки, и электрические лодки не являются исключением. Преимущества для глобальной окружающей среды, которые достигаются за счет использования электрической тяги, проявляются в течение срока службы лодки, который может длиться много лет. Эти преимущества также наиболее непосредственно ощущаются в чувствительных и красивых средах, в которых такая лодка используется.
Исследование жизненного цикла, проведенное в Норвегии в 2016 году , показало, что электрические паромы и гибридные суда снабжения морских платформ компенсируют воздействие на окружающую среду производства литий-ионных аккумуляторов менее чем за 2 месяца. [44]
Исторические дебаты
Журнал British Classic Boat опубликовал статью «за и против» под названием «Электрические дебаты» в мае 2010 года [45] , когда свинцово-кислотные аккумуляторы доминировали на рынке аккумуляторов, а ископаемое топливо доминировало в электросистеме Великобритании . Джейми Кэмпбелл выступил против электрических лодок по четырем основным пунктам, которые были отвергнуты Кевином Десмондом и Яном Раттером из Ассоциации электрических лодок. Джейми Кэмпбелл утверждал, что электрическая тяга не может быть оправдана на плаву больше, чем подвесной мотор Seagull , предлагая деревянные парусные лодки и гребные шлюпки как «наиболее экологически чистые и возобновляемые варианты для прогулочного катания на лодках».
Производство электроэнергии
Кэмпбелл утверждает, что отсутствие загрязнения от электролодки «попахивает нимбизмом », поскольку « разрядка происходит на чьем-то заднем дворе », и что обеспечение точек подзарядки может потребовать перекопки миль среды обитания. Десмонд отвечает, что, хотя нет сомнений в том, что аккумуляторные батареи получают энергию от электростанций (если они не заряжаются на борту от солнечной и ветровой энергии), более шумные лодки с двигателем внутреннего сгорания получают топливо еще дальше, и что после установки силовой кабель наносит меньше вреда окружающей среде, чем заправочная станция. Раттер отмечает, что электрические лодки, как правило, заряжаются ночью, используя « базовую нагрузку ».
Эффективность
Хотя есть потери в цикле заряда/разряда и в преобразовании электричества в движущую силу, Раттер указывает, что большинству электрических лодок требуется всего около 1,5 кВт или 2 л. с. для движения со скоростью 5 миль в час (8 км/ч), что является обычной максимальной скоростью реки, и что бензиновый или дизельный двигатель мощностью 30 л. с. (22 кВт) , производящий всего 2 л. с. (1,5 кВт), значительно менее эффективен. В то время как Кэмпбелл ссылается на тяжелые батареи, требующие «несущего корпуса» и «капризные, даже немореходные суда», Десмонд указывает, что владельцы электрических лодок, как правило, предпочитают эффективные формы корпуса с низкой волной, которые более благоприятны для берегов реки.
Загрязнение
Кэмпбелл обсуждает загрязнение, которое «традиционные» батареи выбрасывают в воду, когда тонет лодка, но Десмонд говорит, что электрические лодки не более подвержены затоплению, чем другие типы, и называет утечку топлива, моторного масла и охлаждающих присадок неизбежными, когда тонет лодка с двигателем внутреннего сгорания. Раттер указывает на «очень отвратительный коктейль загрязняющих веществ», который выходит из дизельного мокрого выхлопа при нормальном использовании.
Производство аккумуляторов
Кэмпбелл упоминает «всевозможные вредные химикаты... используемые в производстве аккумуляторов», но Раттер описывает их как «свинец и серную кислоту с несколькими дополнительными следовыми металлами в скромной пластиковой коробке» с потенциальным сроком службы 10–12 лет. Десмонд говорит, что в США уровень переработки свинцово-кислотных аккумуляторов составляет 98%, и что отрасли по производству аккумуляторов и плавки свинца соблюдают одни из самых строгих стандартов контроля загрязнения в мире.
В статье упоминаются скидки в размере 25% и 30%, предлагаемые владельцам электрических лодок Агентством по охране окружающей среды Великобритании и Управлением Бродса , а также то, что транспортные средства на аккумуляторах оставляют 3 ⁄ 5 углеродного следа от своих бензиновых эквивалентов. Утверждается, что типичная подзарядка после дневного круиза стоит 1,50 фунта стерлингов, без использования солнечной или ветровой энергии. [45]
Солнечные корабли
Первые пассажирские солнечные суда начали появляться в Швейцарии в 1995 году с Solifelure (на фото выше), который также был первым солнечным судном, которое подавало в электросеть больше энергии, чем потребляло в среднем за год через сетевое подключение во время стоянки. [46]
В 2010 году была представлена яхта -катамаран Tûranor PlanetSolar длиной 35 метров и шириной 26 метров , работающая на 537 квадратных метрах солнечных панелей. 4 мая 2012 года она совершила кругосветное плавание вокруг Земли протяженностью 60 023 километра (37 297 миль) в Монако за 585 дней и посетила 28 стран, не используя ископаемое топливо. На данный момент это самая большая лодка на солнечных батареях, когда-либо построенная. [47]
Первый солнечный паром Индии — Aditya — 75-местное судно, полностью работающее на солнечной энергии, находится в стадии строительства. Ожидается, что оно будет завершено к середине 2016 года. [32]
Монакская яхтенная компания Wally анонсировала «гигаяхту», предназначенную для миллиардеров, которые разрываются между покупкой особняка и суперяхты. [51] Why 58 x 38 спроектирована так, чтобы иметь автономный запас хода в 12 000 миль на скорости 12 узлов с помощью 900 м 2 солнечных панелей, которые генерируют 150 кВт для поддержки дизель-электрических двигателей и опциональных Skysails . [52]
^ Сэндит Тандашерри (10 июля 2021 г.). Солнечные электрические лодки: планируйте, стройте и получайте выгоду . Новости о новых технологиях.
^ ab Карта реки Темзы для гребцов и рыболовов от ее истока до Лондонского моста (1991. Old House Books, изд. Девон). James Reynolds & Son, Лондон. 1893.
↑ Electrical Review . 201 (7). 12 августа 1977 г.{{cite journal}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь )
^ ab Sandith Thandasherry (2023): Выбор технологий для среднескоростного электрического парома. Research gate 20 августа 2023 г.
↑ Иллюстрировано гравюрами на дереве в Electrical Review , том XI, № 255, 14 октября 1882 г., стр. 296 и 297.
^ ab "Батареи". Mary Gordon Trust. Архивировано из оригинала 6 июня 2014 года.
^ "Электрический запуск". Birmingham Daily Post . № 7564. Бирмингем. 30 сентября 1882 г.
^ «Электрические суда на Темзе 1889-1914» Эдварда Хоторна, 1995 Alan Sutton Publishing Ltd; ISBN 0-7509-1015-1 : много ссылок на новаторскую работу Морица Иммиша с электрическими судами на страницах 14-29; страницах 30-40; страницах 149-150, 166-169 и некоторых других страницах
^ "Mary Gordon Electric River Boat". Архивировано из оригинала 7 июня 2010 года . Получено 31 мая 2010 года .
^ "История лодок на солнечных батареях". Архивировано из оригинала 8 июня 2010 года . Получено 31 мая 2010 года .
^ "История наших классических моторных яхт". Elco. Архивировано из оригинала 10 июля 2011 г. Получено 21 февраля 2011 г.
^ "Bayerische Seenschifffahrt GmbH" [Bavarian Lakes Maritime Ltd.] (на немецком языке). Министерство внутренних дел Баварии. Архивировано из оригинала 29 сентября 2011 года . Получено 11 июля 2011 года .
^ "Geschichtliche Hintergründe" [Историческая справка] (на немецком языке). Баварский Зееншифффарт. Архивировано из оригинала 10 декабря 2011 года . Проверено 11 июля 2011 г.
^ "Электромобильность: электрические лодки на баварском озере Кёнигсзее – Мобильность и моторы – Картины будущего – Инновации – Главная – Глобальный веб-сайт Siemens". 21 октября 2014 г. Архивировано из оригинала 21 октября 2014 г. Получено 11 марта 2023 г.
^ "General Dynamics Corporation", Encyclopaedia Britannica (15-е изд.), 1993
^ Кевин Десмонд (2017). Электрические лодки и корабли: История . McFarland Books.
^ Толл, Мика (18 октября 2021 г.). «Я испытал летающую электрическую лодку, и она оказалась даже круче, чем кажется». Electrek . Архивировано из оригинала 19 октября 2021 г.
^ «Маленький (электрический) двигатель, который мог: Порт Сан-Диего представляет первый в стране полностью электрический буксир». San Diego Union-Tribune . 11 марта 2024 г. Получено 26 марта 2024 г.
^ Туоминен, П., Суппонен, С. (2023): Sähköinen autolautta Helsingistä Tallinaan onnistuisi konttisähköllä. Текниикка и Талус 1.8.2023.
^ «Муж и жена переплывут Атлантику во время годового плавания». The Baltimore Sun. 24 августа 2017 г. Получено 11 марта 2023 г.
^ "Home". Elaqua Marine . Получено 25 февраля 2024 г. .
^ Стенсволд, Торе. «Dennefergen er revolusjonerende. Men passasjerene merker det knapt. Архивировано 4 июля 2015 года в Wayback Machine » Teknisk Ukeblad , 20 марта 2015 года.
^ Стенсволд, Торе. «Nå lader batterifergen mer enn hun trenger. Архивировано 16 июля 2015 г. в Wayback Machine » Teknisk Ukeblad , 13 мая 2015 г.
^ Установка курса на безуглеродную судоходство архив 2014. Видео на YouTube
^ "Батарея больше не нужна. Это не ясно" . Технический Укеблад . 18 ноября 2016 г. Архивировано из оригинала 18 ноября 2016 г. . Проверено 19 ноября 2016 г.
^ Стенсволд, Торе. «Lønnsomt å bytte ut 70 prosent av Fergene med batterie-eller Hybridferger. Архивировано 5 января 2016 г. в Wayback Machine », Teknisk Ukeblad , 14 августа 2015 г. На английском языке.
^ "Исторический паром Турку переоборудован на полностью электрический привод". Marine Log . Нью-Йорк: Simmons-Boardman Publishing Inc. 28 апреля 2017 г. ISSN 2166-210X.
^ Электропаром встряхивает дискуссию об энергоснабжении судов в Британской Колумбии. Архивировано 16 июля 2015 г. в Wayback Machine Vancouver Sun
^ Швеция запускает первый в мире электрический пассажирский паром с быстрой зарядкой Архивировано 5 сентября 2015 г. в Wayback Machine GizMag
^ "Электрический привод Visedo для оснащения самого большого в мире электрического парома". 15 июня 2015 г. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 г. Получено 18 августа 2015 г.
^ "Правительство Кералы ввело в эксплуатацию первую в Индии лодку на солнечных батареях, проложив путь к более зеленому будущему". Лучшая Индия . 11 мая 2016 г. Получено 24 мая 2016 г.
^ ab "Первый 75-местный солнечный паром в Индии готовится к испытаниям". OfficeChai . 16 января 2016 г. Архивировано из оригинала 30 января 2016 г. Получено 4 февраля 2016 г.
^ "Первый солнечный паром Индии для Алаппужи". The Hindu . 3 марта 2016 г. ISSN 0971-751X . Получено 24 мая 2016 г.
^ "Правительство Кералы ввело в эксплуатацию первую в Индии лодку на солнечных батареях, проложив путь к более зеленому будущему". Лучшая Индия . 11 мая 2016 г. Архивировано из оригинала 26 мая 2016 г. Получено 24 мая 2016 г.
^ "FerryCHARGER". Архивировано из оригинала 10 марта 2019 года . Получено 21 ноября 2018 года .
^ "Зарядка электромобилей на маршрутах Irish Ferries". Архивировано из оригинала 20 ноября 2015 г. Получено 24 августа 2018 г.
^ «Могу ли я зарядить свой электромобиль на борту?». Архивировано из оригинала 24 августа 2018 года . Получено 24 августа 2018 года .
^ Валле, Мариус. Или Nova Luxe, переоборудованный на Aquila 44. https://www.novaluxeyachts.com/electric-projects?lightbox=dataItem-jww6lc4j «Dette er Norges første fiskebåt med elmotor. Архивировано 16 августа 2015 г. в Wayback Machine » Teknisk Ukeblad. , 31 июля 2015 г.
^ "Batterifiskebåten Каролина: Ettår utendriftsavbrudd" . Технический Укеблад . 22 августа 2016 года. Архивировано из оригинала 23 августа 2016 года . Проверено 22 августа 2016 г. .
^ «Первая информация: ее сброшенный аккумуляторный двигатель и критическая ситуация» . Технический Укеблад . 11 октября 2016 года. Архивировано из оригинала 11 октября 2016 года . Проверено 11 октября 2016 г. Аккумуляторная батарея для Viking Energy устанавливается в двигатель с резервом (вращающийся резерв)
^ "Solarschiffe für die Expo?". Umwelteinsatz.ch. Архивировано из оригинала 9 октября 2007 года . Проверено 20 июня 2009 г.
^ "Первое в мире пересечение Атлантики на солнечной лодке". transatlantic21. Архивировано из оригинала 24 мая 2009 года . Получено 20 июня 2009 года .
^ «Новости EERE: Новости сети EERE – 6 декабря 2006 г.» . Apps1.eere.energy.gov. 6 декабря 2006 года . Проверено 20 июня 2009 г.
^ "Батарея для зарядки: Miljøbelastningen - это спарта в течение 1,4 месяцев" . Технический Укеблад . 10 января 2017 года. Архивировано из оригинала 11 января 2017 года . Проверено 10 января 2017 г.
^ ab Campbell, Jamie; Kevin Desmond; Ian Rutter (май 2010 г.). «Электрические дебаты». Classic Boat (263). Croydon, England: 48–49. ISSN 0950-3315. Архивировано из оригинала 6 марта 2010 г. . Получено 13 апреля 2010 г. .
^ "Солнечные корабли для нового тысячелетия". TO Engineering. 15 марта 2001 г. Получено 24 декабря 2022 г.
^ Рафаэль Домьян, швейцарский экоисследователь, был основателем и руководителем экспедиции проекта PlanetSolar . "MS Tûranor PlanetSolar yacht completes her first tour around the world with a successful". Charterworld.com. 4 мая 2012 г. Архивировано из оригинала 7 мая 2012 г. Получено 9 мая 2012 г.
^ "Альтернативные энергетические и топливные новости: ENN – Знай свою окружающую среду". ENN. 26 августа 2008 г. Архивировано из оригинала 1 февраля 2009 г. Получено 20 июня 2009 г.
^ "Япония запускает первое грузовое судно на солнечных батареях". Solardaily.com. Архивировано из оригинала 9 февраля 2009 года . Получено 20 июня 2009 года .
^ "Solar ship sails the ocean green – National". The Sydney Morning Herald . 15 марта 2005 г. Архивировано из оригинала 4 июня 2009 г. Получено 20 июня 2009 г.
^ "Первая в мире гигаяхта". Motor Boat Monthly. 11 июня 2010 г. Архивировано из оригинала 14 июня 2010 г. Получено 11 июня 2010 г.
^ "Why". Wally Yachts. Архивировано из оригинала 2 апреля 2010 года . Получено 11 июня 2010 года .
^ Мадслиен, Йорн (4 апреля 2017 г.). «Тоска по более чистому воздуху в норвежских фьордах». BBC News . Архивировано из оригинала 13 августа 2018 г. Получено 6 декабря 2017 г.
^ Пратт, Джо (15 декабря 2016 г.), Battery Electric and Hybrid Vessels in Norway and Denmark: Ampere, Vision и HH Ferries (PDF) , Sandia National Laboratories, архивировано из оригинала (PDF) 9 августа 2017 г. , извлечено 5 декабря 2017 г.
^ abc "Наши лодки". The Fjords AS . Получено 4 июня 2023 г.
^ "Значимые малые суда 2017". RINA .
^ ab Kane, Mark. "Самые большие электрические паромы в мире: аккумулятор 4,16 МВт·ч, зарядка 10 МВт". insideevs.com . Архивировано из оригинала 17 декабря 2017 г. . Получено 16 декабря 2017 г. .
^ ab Slinn, Tony (22 марта 2017 г.). «Самые большие в мире электрические паромы без выбросов». NauticExpo e-Magazine . Архивировано из оригинала 10 августа 2018 г. Получено 16 декабря 2017 г.
^ аб Торнбьерг, Йеспер (25 августа 2017 г.). «Я придерживаюсь одной минуты». Dansk Energi (на датском языке) . Проверено 16 декабря 2017 г.
↑ Найт, Стиви, «Электра»: Коммерческие паромы-аккумуляторы становятся реальностью, архивировано из оригинала 6 декабря 2017 г. , извлечено 5 декабря 2017 г.
^ "ВИДЕО: Подключение первого электрического парома в Финляндии". marinelog.com . Marine Log. 20 ноября 2017 г. Архивировано из оригинала 6 декабря 2017 г. Получено 5 декабря 2017 г.
^于小明. «Полностью электрическое грузовое судно запущено в Гуанчжоу – Бизнес». chinadaily.com.cn . China Daily . Архивировано из оригинала 10 декабря 2017 г. . Получено 6 декабря 2017 г. .
^ "FAQ; батарея". Архивировано из оригинала 19 апреля 2019 года . Получено 30 августа 2019 года .
^ Мюррей, Адриенна (14 января 2020 г.). «Подключи и отправляйся в путь: встречай пионеров электрических паромов». BBC News . Получено 14 января 2020 г. .
^ Батлер, Джефф (10 декабря 2019 г.). «Электрический паром Китая — первый в стране». Plugboats .
^ "Полностью электрическое пассажирское судно — первое – Chinadaily.com.cn". global.chinadaily.com.cn . 6 декабря 2019 г.
^ "Первый полностью электрический паром в США достиг знаменательной даты". WorkBoat . 6 августа 2020 г.
^ "Первый в мире полностью электрический буксир теперь работает в Стамбуле". Plugboats . 9 сентября 2020 г.
^ «Самый большой в мире электрический паром теперь работает в Норвегии». InsideEVs . 2 марта 2021 г.
^ "Яра Биркеланд". Яра . 29 апреля 2022 г. Проверено 1 мая 2024 г.
↑ Хеде, Марк Майкл (1 октября 2021 г.). «Новый срок до 80 миллионов будет потерян на земле». ЮдскеВесткистен . Архивировано из оригинала 1 октября 2021 года.
^ "Видео: Порты Окленда приветствуют первый в мире электрический буксир". Электромобили и не только . 8 июня 2022 г.
^ "Reversed Stern Drive Tug 2513 Electric" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 г.
^ «Новозеландский оператор электрических паромов выдвинул заказ на второе судно». 7 апреля 2023 г.
^ "East By West 19m Ferry". 7 апреля 2023 г.
^ «Первый электрический паром Южного полушария запущен в Веллингтоне». 7 апреля 2023 г.
^ «Дебютирует крупнейший электрический круизный лайнер – People's Daily Online».
^ Doll, Scooter (31 марта 2022 г.). ««Крупнейший в мире электрический круизный лайнер» совершает первый рейс в Китае с колоссальной емкостью аккумулятора 7500 кВт·ч». Electrek . Архивировано из оригинала 2 апреля 2022 г.
^ «Дебютирует крупнейший электрический круизный лайнер – People's Daily Online».
^ "Спущена на воду самая быстрая в Индии лодка на солнечных батареях Barracuda". The Hindu . 14 декабря 2023 г. Получено 19 декабря 2023 г.
^ "Китай запускает крупнейшее в мире электрическое контейнеровозное судно, сокращая выбросы на 8600 фунтов на 100 морских миль". Tech Times . 29 апреля 2024 г. Получено 1 мая 2024 г.
^ "ECOMARINE BD". ECOMARINE BD . Получено 11 марта 2023 г. .
Внешние ссылки
Проектирование электрических лодок
Электрическое пассажирское судно, разработанное для города Бордо (Франция)
Ассоциация электрических лодок (некоммерческая организация Великобритании)
Ассоциация электролодок (некоммерческая организация Австралии)
Ассоциация электрических лодок (некоммерческая организация США)
Electric Seas Organization (некоммерческая организация США)
Коалиция «Приход к нулю»
Проект создания 10-местной солнечной лодки Архивировано 9 июля 2017 г. на Wayback Machine