Способ энергетического обеспечения морского или речного судна при помощи двигателей, приводимых в действие электрической энергией при помощи солнечных батарей, использующий эффект альбедо

Изобретение относится к области водного морского и речного транспорта. Для энергетического обеспечения морского или речного судна используют двигатели, приводимые в действие электрической энергией, включая, но не ограничивая винтовые, водометные, шнековые и колесные двигатели. При помощи солнечных батарей используют эффект альбедо, заключающийся в улавливании рассеянного и отраженного светового излучения как от водной поверхности, так и от облачного покрова. Для выработки электрической энергии используют солнечные батареи, преобразующие рассеянное и отраженное излучение как видимого, так и ультрафиолетового спектра. Солнечные батареи размещают как на палубе судна, при ее наличии, так и на бортах, мачтах и буксируют на поплавочных конструкциях за судном. Достигается повышение энерговооруженности, грузоподъемности и дальности плавания судна, а также устойчивость к стихийным и погодным факторам. 2 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области водного морского и речного транспорта, а более конкретно - к способу энергетического обеспечения морского или речного судна при помощи двигателей, приводимых в действие электрической энергией при помощи солнечных батарей, использующих эффект альбедо.

Настоящее изобретение может найти применение при создании и эксплуатации различных систем водного транспорта.

В основу настоящего изобретения положена задача создания такого принципиально нового способа энергетического обеспечения морского или речного судна при помощи солнечных батарей, который позволял бы достигать существенного повышения энерговооруженности, а соответственно, грузоподъемности и дальности плавания судна за счет использования эффекта альбедо.

(от лат. albus - белый) - характеристика диффузной отражательной способности поверхности.

Значение альбедо для данной длины волны или диапазона длин волн зависит от спектральных характеристик отражающей поверхности, поэтому альбедо отличается для разных спектральных диапазонов (оптическое, ультрафиолетовое, инфракрасное альбедо) или длин волн (монохроматические альбедо).

Истинное или плоское альбедо - коэффициент диффузного отражения, то есть отношение светового потока, рассеянного плоским элементом поверхности во всех направлениях, к потоку, падающему на этот элемент. Обычно определяется с помощью специального фотометрического прибора - альбедометра.

Наиболее близким аналогом является проект Planet Solar построенный немецкими корабелами, который работает на солнечных батареях и является экологически чистым и бесшумным.

Через 14 месяцев и 68000 рабочих часов после закладки судна в начале 2009 года на кильской верфи Книерим состоялся спуск на воду PlanetSolar Turanor. 31 марта 2010 года был завершен самый эффектный и инновационный проект в истории судостроения. Гиганский катамаран « PlanetSolar» после освящения был выпущен в кильские фьорды. Совершив несколько испытательных походов, « PlanetSolar» в начале мая 2010 был представлен широкой общественности в связи с 821-летием порта Гамбург.

К этому моменту еще отсутствовали крылья с дополнительными фотогальваническими моделями, в заключение они были установлены и прошли испытания в ходе плавания из Северного в Средиземное море до порта Монако.

Два электродвигателя, получающие энергию от фотогальванических элементов, общей площадью 537 квадратных метров, позволяли судну, длиной 31 метр и шириной 15 метров, двигаться со средней скоростью 5.3 узла, хотя максимальная скорость, которую может развить судно PlanetSolar Turanor, составляет около 14 узлов. Информация по ссылке ttps://masterok.livejournal.com/1350530.html.

Недостатками описанного выше аналога является то, что он не использует энергия отраженного и рассеянного света и солнечные батареи размещены только на палубе судна, что существенно снижает его энерговооруженность, скорость и дальность хода.

Задачи изобретения решены и недостатки прототипа устранены в реализованном согласно настоящему изобретению способе энергетического обеспечения морского или речного судна при помощи двигателей, приводимых в действие электрической энергией, включая, но не ограничивая винтовые, водометные, шнековые и колесные двигатели, при помощи солнечных батарей, использующий эффект альбедо, заключающийся в улавливании рассеянного и отраженного светового излучения как от водной поверхности, так и от облачного покрова, отличающийся тем, что для выработки электрической энергии используют солнечные батареи, преобразующие рассеянное и отраженное излучение как видимого, так и ультрафиолетового спектра, при этом солнечные батареи размещают как на палубе судна, при ее наличии, так и на бортах, мачтах, иных конструкциях судна, буксируют на поплавочных конструкциях за судном.

Технически целесообразно в данном способе после получения электрической энергии от солнечных батарей накапливать ее в суперконденсаторах, размещенных на борту судна.

Не менее технически целесообразно солнечные батареи изготавливать пленочными или гибкими и выполнять в виде разворачиваемых парусов судна, при этом солнечные батареи являются складными

За счет реализации заявленного способа достигаются следующие технические результаты:

- существенно (приблизительно в столько раз, во сколько возрастает площадь солнечных батарей) повышается энерговооруженность судна;

- судно можно снабдить более мощными движителями, повысить его грузоподъемность и дальность плавания, а также устойчивость к стихийным и погодным факторам.

Настоящее изобретение будет раскрыто в примере конструкции электроходной яхты, снабженной электромотором с гребным задним винтом, при этом солнечные батареи размещены в установленных на палубе герметично закрываемых кранцах и сегментно выдвигаются на топ мачты штатным подъемным механизмом, предназначенным для установки парусов, а также яхта имеет возможность буксировки дополнительных солнечных батарей, снабженных поплавками, в кильватере яхты. Для накопления энергии в корпусе и киле яхты размещены суперконденсаторы.

По сравнению со всеми способами, известными авторам, данный способ позволяет существенно повысить энерговооруженность судна, кроме того, судно можно снабдить более мощными движителями, повысить его грузоподъемность и дальность плавания при полной экологичности, также устойчивость к стихийным и погодным факторам.

1. Способ энергетического обеспечения морского или речного судна при помощи двигателей, приводимых в действие электрической энергией, включая, но не ограничивая винтовые, водометные, шнековые и колесные двигатели, при помощи солнечных батарей, использующих эффект альбедо, заключающийся в улавливании рассеянного и отраженного светового излучения как от водной поверхности, так и от облачного покрова, отличающийся тем, что для выработки электрической энергии используют солнечные батареи, преобразующие рассеянное и отраженное излучение как видимого, так и ультрафиолетового спектра, при этом солнечные батареи размещают как на палубе судна, при ее наличии, так и на бортах, мачтах, буксируют на поплавочных конструкциях за судном.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после получения электрической энергии от солнечных батарей ее накапливают в суперконденсаторах, размещенных на борту судна.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что солнечные батареи являются пленочными или гибкими и выполнены в виде разворачиваемых парусов судна, при этом солнечные батареи являются складными.