更環保的未來渡輪可能放棄電池改用空氣驅動螺旋槳
雖然與燃燒柴油的渡輪相比,電池電動渡輪可能更環保,需要的維護也更少,但它們仍然不完美。電池電動船的一個缺點是電池充電時間相對較長。有些人還認為,就其體積和重量而言,這些電池的能量密度較低。 更重要的是,電池隨著時間的推移會失去充電能力,最終不得不被放棄。因此,科學家正在研究只使用壓縮空氣為小型渡輪提供動力。
考慮到這些問題,阿拉伯聯合大公國沙迦大學的阿卜杜勒-海-阿拉米教授及其同事最近將目光轉向了壓縮空氣。
科學家們創建了一個氣動驅動系統,該系統由兩個40 公升的壓縮空氣罐組成,壓縮空氣罐與一個6 馬力的”空氣馬達”相連,而”空氣馬達”又通過一根鋼軸與一個螺旋槳相連。 當200 巴(2901 磅/平方英吋)壓力的空氣從氣罐中釋放出來時,就會使馬達以及螺旋槳快速旋轉。 可以增加齒輪箱來調節推力的速度和方向。
氣動驅動系統的近距離觀察
在游泳池測試中,該系統被安裝在一艘三到四人座的PVC 船上,該船被製作成類似於阿拉伯聯合大公國常用的阿布拉渡輪。
位於泳池邊的稱作稱重感測器的裝置透過鋼纜連接到船的後端。 當驅動系統啟動時,其推力是透過對感測器施加的拉力來測量。 作為對照,同一艘船上還安裝了一個由傳統電池供電的類似容量的電動馬達。
最終發現,氣動裝置能夠多提供6% 的推進力,其運作範圍與使用12 伏特/18 安培時電池組的電池電動系統相當。 此外,根據研究人員估計,氣動系統的年碳足跡將比同等的電池電動系統低307 公斤(677 磅)。
之所以碳足跡較小,部分原因是擬議的系統將使用碼頭邊的光伏電池板為壓縮機提供動力,壓縮機將對儲氣罐進行加壓,因此不需要使用化石燃料能源。 這樣做的目的是,在一群乘客下船和另一批乘客上船的時間內,水箱就能充好電,隨時可以使用。
綜上所述,氣動驅動系統最初將僅限於在短程渡輪上使用,也可能在靠近海岸的休閒水上船隻上使用。
“油箱的耗盡會系統性地減少可用的能量,因為從200 巴壓力的油箱開始提供的能量質量要高於該壓力下降到100 巴或50 巴時提供的能量質量,因此,在發展的早期階段,遠離充電站可能會有風險。
有關這項研究的論文最近發表在Ocean Engineering雜誌上。