張榮忠

太陽能利用一直是能源問題的焦點,尤其是太陽能能否助力驅動一艘龐大的貨運船一向是人們追求的目標。

全球首艘以太陽能為動力的大型汽車載運船“御夫座領袖”號(Auriga Leader)于2008年12月19日在日本三菱重工神戶船廠正式建成后,迅速安排試航,直至2009年7月13日,已經(jīng)完成4個航次總共長達207天實際載貨運營的航行任務,主要目的是測試太陽能電池板抵御大風大浪和海水侵襲等海洋型惡劣氣候的能力、耐用工作性能以及太陽能電流推動輪船效應等等。“御夫座領袖”號電池板發(fā)電系統(tǒng)在試航期間連續(xù)運轉2 600小時,發(fā)電總量達到32 300千瓦小時,相當于東京17戶人家207天的用電量。“御夫座領袖”號試航初告成功終于獲得權威部門認證。NYK計劃把大型汽車載運船“御夫座領袖”號太陽能動力的成功經(jīng)驗使用到2010年建造的其他太陽能動力貨輪上。

2009年7月1日,“御夫座領袖”號滿載日本制造和出口到美國的豐田汽車,首次抵達瀕臨太平洋的美國西海岸加利福尼亞州長灘港,引起特別關注海洋環(huán)境保護的當?shù)厣鐣姷霓Z動。美國等國家和地區(qū)的環(huán)保專家根據(jù)數(shù)據(jù)測試得出結論,如果世界各國能大量使用太陽能貨船運送物資,那么每年的溫室氣體排放量能減少大約1.4%~1.5%。

造價高達1.5億日元的“御夫座領袖”號體長199.99米或656英尺,體寬32.26米,體深34.52米,排水量60 213噸;每個航次可以載運汽車6 200輛;其船舶航行動力主要來自鋪設在頂部甲板上,全套耗資168萬美元的328塊太陽能電池板組成電網(wǎng),其發(fā)電量為43.6千瓦,可以節(jié)約該輪50%動力能源消耗?！坝蜃I袖”號并不是全部依靠太陽能驅動,嚴格地說,是太陽能發(fā)電助動,因此必須同時也配備船舶柴油主機,由于太陽能電池板發(fā)電系統(tǒng)直接可以用來驅動船舶航行,因此其柴油主機功率、體型、管路和機艙等等可以相應縮小和簡便,從而騰出更多的艙容載運更多的汽車或其他貨物、為容納更多的旅客而建造更多的客艙;而其更加突出的功能就是節(jié)約石油能源,廢氣排放量大幅度降低,海洋環(huán)保性能非常優(yōu)異。

由于泛太平洋空氣清晰,在海面波濤反射下的陽光特別強烈,日照時間特別長,再加上海面空氣流能夠有效冷卻太陽能電池板表明溫度,促使船舶頂甲板上的太陽能電池板工作效率提高,同樣功能太陽能電池板電網(wǎng)發(fā)電量東京地區(qū)為每平方米3.74千瓦/日,而在海洋則為4.68千瓦/日,“御夫座領袖”號汽車載運船上的太陽能電池板發(fā)電量是鋪設在日本東京房頂上的同樣功能的太陽能電池板發(fā)電量的1.25 - 1.4倍。此外,“御夫座領袖”號太陽能貨船的駕駛艙內(nèi)還安裝有先進的電腦控制系統(tǒng),能夠合理地安排電池的電量,最大限度地提升貨船的續(xù)航能力。

事實上,采用太陽能電池板作為輔助電力的船舶并不是沒有,但只是小規(guī)模的使用,船只的體積也很小,大多數(shù)只是作為普通私人用船照明、小電器的電力來源。而“御夫座領導”號則是首次直接大規(guī)模的以太陽能發(fā)電作為整艘船的主電網(wǎng)。來自328塊太陽能電池板的能源可以用來驅動船只的推進器、液壓設備和舵機。據(jù)統(tǒng)計,這組太陽能電池陣列提供的電量可以達到該船總用電量的10%左右。雖然10%這個數(shù)字看上去似乎顯得有些微不足道,可是,貨船所需要的總電量其實是非常大的。像“御夫座領袖”號這樣大尺寸的貨船在碼頭卸一次貨就需要大約400萬千瓦的電能。如果是一艘更大的超級油輪,要想卸下所載的全部油料,則需要約8兆瓦的電能(相當于5500戶的家庭用電量)。盡管“御夫座領袖”號太陽能貨船還不是完全以太陽能為動力的貨船,但是它的環(huán)保意義十分重大,數(shù)據(jù)顯示,海上運輸排放的二氧化碳,占了全球其總排放量的1.4%~4.5%。雖然“御夫座領袖”號利用太陽能輔助供電可能還只是一小步,每天節(jié)約石油燃料僅僅7噸,每天減少船舶廢氣排放量所含的二氧化碳13噸,估計到年底兩者還可以分別提高到14噸和40噸,但這絕對是朝著正確方向邁出的重要一步?！?/p>