风帆助航简介

风帆助航的缺点
• 1)风速不稳定,产生的能量大小不稳定 • 2)风能利用受地理位置限制严重 • 3)风能的转换效率低 • 4)风能是新型能源,相应的使用设备也不是
很成熟
风帆助航船市场潜力大
油价有任何风吹草动，均对航运业造成重要影响，全球首只借风力助航的船 舶──可配载一万吨的「MS Beluga SkySails」号散货船 2007年02月正式启航， 从德国不来梅港驶至委内瑞拉。新技术的应用原理是在货船上加入风帆，利用 计算机系统测试风向，借助风力协助推动船只运行 。风帆助航也证明环境及经 济发展可以并存。
• 如图2所示，船正是在风的静压力推动
下前进的。帆所受静压力的产生，主要 是帆具有像机翼一样的弧形。 图3为 当气流通 过帆或 机翼示 意图
扬帆与不扬帆的油耗对比
项目 帆况
航速 4.11 5.17 7.35 4.58 6.1
功率 8.15
转速 409
油耗 1.75 3.48 4.60 1.50 1.78
帆船运动的力学原理
• 总的受力= 水动力+ 空气动力+ 扰动
1.水动力是水作用在船体上的力 2.空气动力是风作用 3.在帆上的力，扰动是依赖于海况的风、浪和气流的波动力
帆船的动力来源
• ห้องสมุดไป่ตู้帆船如图1所示顺风行驶时。由“流
速增加，压强降低”的伯努利原理知道， 当空气向一个方向流动时，它向侧面作 用的力就要相对减小。
估算 油耗 1.69 3.37 4.39 1.39 1.73
油耗 误差 -0.06 -0.11 -0.21 -0.10 -0.04
不扬 帆
15.10 502 23.00 487 4.72 7.20 426 418
扬帆
国内外船舶实例
表1 两艘实船的主要因素表
载货量 T 主机功率 Kw 船速 Km 总帆面积 mxm
（1）采用优良线型， 如不对称型 （2）采用船舶附体节能装置，如前置导管和助推舵 （3）采用可调螺距螺旋桨或低转速大直径螺旋桨。 （4）动力装置和电站的节能。
船名
新爱德丸
长风号
主尺度 LxBxd
66x10.6x4.7 6
44x8.8x2
1600
326
1177
88
12
11.6
200
140
表2
两艘实船装置投资和回收年限
节油率 （百分） 15 8 帆装置造价 （万元） 7000万日元 6.8 静态回收年 限（年） 4.87 6.3 动态回收年 限（年） 6.15 9.22
提高节能效果的两点建议
1．采取有效的激励措施 航运部门是能源消耗的重要部门之一。风帆助航， 是利用无环境污染竹无限能源--- 风力作为船舶拄 进的辅助动力， 已被实践证明是一种行之有效加 较好方法。我国对风帆助航技术的应用， 正处于 探索前进的阶段。因此，各方面应该给予大力的 扶持。具体地说， 国家应尽可能采取一些优惠政 策，航运相关部门应尽量据供一些方便， 以捉高 风帆助航船运的综合经济效益，提高航运企业采 用风帆节能技术的积极性。另外，航运企业的有 关管理部门，也应制定相应的政策性条款，如规 定合理的节能指标， 配合严明的奖惩措施，使节 能效果与船上人员的切身利益相结合，从而激励 船员充分发挥风帆的作用， 更大限度地利用风力 资源。 2．采用多种节能措施 在风帆助航船上，应同时采用其他行之有效的节 能措施，以获得更高的综台节能效果。 日本风帆助航船就是采用综合节能措施， 它从 帆，机，桨等备方面考虑，并燃烧低质油。 以下几项节能措施在风帆助航船上是可考虑的， 根据模型试验和实船测试，其节能效果优异：
风能—风帆助航
目录
• 风能 • 风帆助航的基本原理结构 • 风帆助航的运用情况 • 风帆助航的缺点 • 运用情况
风的形成
• 由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同
和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各 地气压的差异，在水平方向高压空气向低 压地区流动，即形成风。
风能的利用
• 风能作动力---利用风来直接带动各种机械
船名
新爱德丸 长风号
无帆年燃油 量（万元） 约1亿日元 13.5
我国沿海航线风力资源情况及其推广
结论
1)我国沿海以北风和南风偏多，平均风力达4级左右． 2)我国沿海采用风帆助航技术，平均节能可达9．08 ～ 15．68 、特别是渤海湾、黄海、东海海域的沿海航线，节 能效果更佳． 3)我国沿海东西方向航线上推广风帆助航技术潜力更大．
装置 。 • 风力发电---我们把风的动能转变成机械能， 再把机械能转化为电能，这就是风力发电。
风帆助航
• 风能利用，已有
数千年的历史。 最早的利用方式 是“风帆行舟”。
风帆助航的发展
人类利用风力来推进船舶已有五千余年的悠久历史。我国明代伟大的航海 家郑和1405～1433年间统帅其庞大的风帆船队7下西洋，达到人类历史上空前 规模的远洋航行 。 只是随着18、19世纪蒸汽机和内燃机的发明。蒸汽机和内燃机船相继出现。 使风帆船的垄断地位逐渐被取代。 至本世纪中叶已几乎从远洋运输中消失了。但随着70年代初世界石油危机 的出现以及人类对环境污染的严重忧虑。具有显著节能效果和减少污梨等优点 的风帆推进装置重新引起船舶工作者的重视。