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 15
2.1风能 15
2.1.1概述 15
2.1.2风能的特点 20
2.2太阳能 20
2.2.1概述 20
2.2.2太阳能的特点 24
2.3核能 24
2.3.1概述 24
2.3.2核能的特点 31
2.4燃料电池 33
2.4.1概述 33
2.4.2燃料电池的特点 44
第3章 船舶能量系统 46
3.1船舶能量需求 46
3.2船舶能量系统的构成 46
3.2.1船舶动力系统 47
3.2.2船舶电力系统 52
3.2.3船舶蒸汽系统 53
3.3船舶能量系统的考核指标 53
3.3.1气候变化相关法规 53
3.3.2船舶减排标准的研究现状 54
3.3.3新造船舶CO2指数 55
3.3.4营运船舶CO2指数 59
3.3.5船舶CO2排放影响因素 62
3.4存在的问题及减排措施 63
3.4.1国际海运温室气体排放的特征 63
3.4.2存在的问题 63
3.4.3减少船舶CO2排放的措施 64
第4章 风能及船舶应用 66
4.1概述 66
4.1.1国外发展现状 66
4.1.2国内发展现状 67
4.2风能的分布特点 69
4.2.1地球表面上风的分布状况 69
4.2.2大洋上风的分布状况 74
4.3风帆助航系统 76
4.3.1风帆的类型 76
4.3.2风帆的选择 81
4.3.3风帆助航船舶的营运模式 83
4.3.4风帆助航控制系统 83
4.3.5安全性与可靠性 86
4.4典型的风帆及其应用 92
4.4.1帆翼 92
4.4.2天帆 100
4.4.3抽气式涡轮帆 104
第5章 太阳能及船舶应用 110
5.1概述 110
5.1.1国外发展现状 110
5.1.2国内发展现状 113
5.2太阳能分布规律及特点 115
5.2.1太阳光谱 115
5.2.2地球运转轨道 117
5.2.3大气对太阳光的影响 118
5.2.4太阳轨迹曲线 120
5.2.5地球表面太阳辐射能分布 122
5.2.6典型航线上的太阳能资源 124
5.3太阳能光伏技术 127
5.3.1太阳能光伏发电技术 127
5.3.2光伏发电系统的组成 130
5.3.3太阳能光伏系统的分类 134
5.4太阳能应用的关键技术 135
5.4.1最大功率点跟踪控制 136
5.4.2蓄电池充放电控制 139
5.4.3并网逆变技术 139
5.4.4光伏系统的孤岛问题 144
5.4.5谐波污染问题 146
5.5船舶太阳能光伏系统 146
5.5.1不同船型的适用性 146
5.5.2设计流程 150
5.5.3安全性与可靠性 152
第6章 核能及船舶应用 157
6.1概述 157
6.2核能在船舶上的应用特点 157
6.3核能应用系统 158
6.3.1核反应压水堆 158
6.3.2船舶核动力装置的组成 160
6.3.3核能应用系统可靠性及安全性 173
6.4船舶核动力装置的应用形式 179
6.4.1核动力客货船 179
6.4.2核动力破冰船 179
第7章 燃料电池及船舶应用 182
7.1概述 182
7.2燃料电池在船舶上的应用特点 182
7.3燃料电池应用系统 183
7.3.1磷酸型燃料电池发电系统 185
7.3.2熔融碳酸盐燃料电池发电系统 187
7.3.3固体氧化燃料电池发电系统 193
7.3.4质子交换膜燃料电池发电系统 196
7.4燃料电池在船舶上应用的具体形式 199
7.4.1燃料电池在潜艇上的应用 202
7.4.2燃料电池在水面舰船上的应用 205
7.4.3燃料电池在游艇上的应用 207
7.4.4燃料电池在商船上的应用 209
第8章 船舶清洁能源综合利用 211
8.1风能与太阳能的综合利用 211
8.1.1Soliloquy Super - Green游艇 211
8.1.2 Black Magic油船 211
8.1.3 Hornblower Hybrid轮渡客船 212
8.1.4 Plastiki游艇 213
8.1.5 NYK Super Eco-ship超级环保船 214
8.2风能与LNG的综合利用 215
8.2.1 LNG概况 215
8.2.2 Eoseas邮船 215
8.2.3 Flettner旋筒式LNG燃料邮船 216
8.3风能、太阳能、波浪能和燃料电池的综合利用 216
8.4其他利用形式 217
8.4.1新型风帆船 217
8.4.2 LNG和燃料电池集装箱船 217
第9章 船舶能效提升与控制 219
9.1船舶动力能效提升方法 219
9.1.1通航环境对船舶航行的影响 219
9.1.2基于通航环境的船舶动力能效提升方法 220
9.1.3船舶动力能效数据采集系统设计与实现 221
9.2能量管理与控制方法 223
9.2.1能量管理系统的构成 223
9.2.2能量管理控制策略 228
附录 常用名词术语 235
1.风能专业术语 235
2.太阳能专业术语 237
3.核能专业术语 238
4.燃料电池专业术语 240
5.能量管理系统专业术语 242
参考文献 243