虽然与燃烧柴油的渡船相比,电池电动渡船可能更环保,需要的维护也更少,但它们仍不完美。电池电动船的一个缺点是电池充电时间相对较长。有些人还认为,就其体积和重量而言,这些电池的能量密度较低。 更重要的是,电池随着时间的推移会失去充电能力,最终不得不被废弃。因此,科学家们正在研究只使用压缩空气为小型渡轮提供动力。
考虑到这些问题,阿拉伯联合酋长国沙迦大学的阿卜杜勒-海-阿拉米教授及其同事最近将目光转向了压缩空气。
科学家们创建了一个气动驱动系统,该系统由两个 40 升的压缩空气罐组成,压缩空气罐与一个 6 马力的"空气马达"相连,而"空气马达"又通过一根钢轴与一个螺旋桨相连。 当 200 巴(2901 磅/平方英寸)压力的空气从气罐中释放出来时,就会使马达以及螺旋桨快速旋转。 可以增加齿轮箱来调节推力的速度和方向。
气动驱动系统的近距离观察
在游泳池测试中,该系统被安装在一艘三到四人座的 PVC 船上,该船被制作成类似于阿拉伯联合酋长国常用的阿布拉渡船。
位于泳池边的称作称重传感器的装置通过钢缆连接到船的后端。 当驱动系统启动时,其推力通过对传感器施加的拉力来测量。 作为对照,同一艘船上还安装了一个由传统电池供电的类似容量的电动马达。
最终发现,气动装置能够多提供 6% 的推进力,其运行范围与使用 12 伏/18 安时电池组的电池电动系统相当。 此外,据研究人员估计,气动系统的年碳足迹将比同等的电池电动系统低 307 千克(677 磅)。
之所以碳足迹较小,部分原因是拟议的系统将使用码头边的光伏电池板为压缩机提供动力,压缩机将对储气罐进行加压,因此不需要使用化石燃料能源。 这样做的目的是,在一批乘客下船和另一批乘客上船的时间内,水箱就能充好电,随时可以使用。
综上所述,气动驱动系统最初将仅限于在短途渡轮上使用,也可能在靠近海岸的休闲水上船只上使用。
"油箱的耗尽会系统地减少可用的能量,因为从 200 巴压力的油箱开始提供的能量质量要高于该压力下降到 100 巴或 50 巴时提供的能量质量,因此,在发展的早期阶段,远离充电站可能会有风险。"
有关这项研究的论文最近发表在Ocean Engineering杂志上。