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第1章 概论 1

1.1清洁能源的基本概念 1

1.2清洁能源的技术现状 1

1.2.1风能利用技术现状 1

1.2.2太阳能利用技术现状 4

1.2.3核能利用技术现状 6

1.2.4燃料电池利用技术现状 8

1.3清洁能源的需求 10

1.3.1世界能源形势分析 10

1.3.2经济发展中的能源环境问题 11

1.3.3航运业所面临的挑战 12

第2章 清洁能源的基本知识 14

2.1风能 14

2.1.1概述 14

2.1.2风能的特点 22

2.2太阳能 22

2.2.1概述 22

2.2.2太阳能的特点 25

2.3核能 26

2.3.1概述 26

2.3.2核能的特点 37

2.4燃料电池 38

2.4.1概述 38

2.4.2燃料电池的特点 51

第3章 船舶能量系统 53

3.1船舶能量需求 53

3.2船舶能量系统的构成 53

3.2.1船舶动力系统 54

3.2.2船舶电力系统 59

3.2.3船舶蒸汽系统 60

3.3船舶能量系统的考核指标 60

3.3.1气候变化相关法规 60

3.3.2船舶减排标准的研究现状 61

3.3.3新造船舶CO2指数 62

3.3.4新造船舶节能减排措施 66

3.3.5营运船舶C02指数 69

3.3.6营运船舶节能减排措施 71

3.3.7船舶C02排放影响因素 74

3.4存在的问题及减排措施 75

3.4.1国际海运温室气体排放的特征 75

3.4.2存在的问题 76

3.4.3减少船舶C02排放的措施 76

第4章 风能及船舶应用 78

4.1概述 78

4.1.1国外发展现状 78

4.1.2国内发展现状 79

4.2风能的分布特点 80

4.2.1地球表面上风的分布状况 80

4.2.2大洋上风的分布状况 85

4.3风帆助航系统 87

4.3.1风帆的类型 88

4.3.2风帆的选择 92

4.3.3风帆助航船舶的营运模式 94

4.3.4风帆助航控制系统 95

4.3.5安全性与可靠性 97

4.4典型的风帆及其应用 104

4.4.1帆翼 104

4.4.2天帆 116

4.4.3抽气式涡轮帆 125

第5章 太阳能及船舶应用 131

5.1概述 131

5.1.1国外发展现状 131

5.1.2国内发展现状 133

5.2太阳能分布规律及特点 135

5.2.1太阳光谱 135

5.2.2地球运转轨道 137

5.2.3大气对太阳光的影响 138

5.2.4太阳轨迹曲线 140

5.2.5地球表面太阳辐射能分布 142

5.2.6典型航线上的太阳能资源 143

5.3太阳能光伏技术 147

5.3.1太阳能光伏发电技术 147

5.3.2光伏发电系统的组成 150

5.3.3太阳能光伏系统的分类 154

5.4太阳能应用的关键技术 155

5.4.1最大功率点跟踪控制 156

5.4.2蓄电池充放电控制 159

5.4.3并网逆变技术 159

5.4.4光伏系统的孤岛问题 164

5.4.5谐波污染问题 166

5.5船舶太阳能光伏系统 166

5.5.1不同船型的适用性 166

5.5.2设计流程 170

5.5.3安装方式 173

5.5.4安全性与可靠性 175

5.5.5船舶上的具体应用形式 179

第6章 核能及船舶应用 187

6.1概述 187

6.2核能特点 187

6.2.1核能的普遍特点 187

6.2.2核动力装置应用于船舶的特点 188

6.3核能应用系统 189

6.3.1核反应压水堆 189

6.3.2船舶核动力装置的组成 190

6.3.3核能应用系统可靠性及安全性 204

6.4船舶核动力装置的应用形式 209

6.4.1核动力客货船 209

6.4.2核动力破冰船 210

第7章 燃料电池及船舶应用 212

7.1概述 212

7.2燃料电池特点 212

7.2.1燃料电池发电技术的特点 212

7.2.2燃料电池在船舶上的应用特点 214

7.3燃料电池应用系统 215

7.3.1磷酸型燃料电池发电系统 217

7.3.2熔融碳酸盐燃料电池发电系统 218

7.3.3固体氧化燃料电池发电系统 225

7.3.4质子交换膜燃料电池发电系统 228

7.4燃料电池在船舶上应用的具体形式 230

7.4.1燃料电池在潜艇上的应用 233

7.4.2燃料电池在水面舰船上的应用 236

7.4.3燃料电池在游艇上的应用 238

7.4.4燃料电池在商船上的应用 241

第8章 船舶清洁能源综合利用 242

8.1风能与太阳能的综合利用 242

8.1.1 Soliloquy Super-Green游艇 242

8.1.2 Black Magic油船 242

8.1.3 Hornblower Hybrid轮渡客船 243

8.1.4 Plastiki游艇 244

8.1.5 NYK Super Eco-ship超级环保船 245

8.2风能与LNG的综合利用 246

8.2.1 LNG概况 246

8.2.2 Eoseas邮船 247

8.2.3 Flettner旋筒式LNG燃料邮船 247

8.3风能、太阳能、波浪能和燃料电池的综合利用 247

8.4其他利用形式 248

8.4.1新型风帆船 248

8.4.2 LNG和燃料电池集装箱船 248

8.5清洁能源应用技术的发展方向 250

8.6发展船舶清洁能源的机遇与挑战 251

附录 常用名词术语 253

参考文献 258