小家碧玉 燃料电池AIP系统的特点

小家碧玉 燃料电池AIP系统的特点

燃料电池AIP系统直接将化学能用电化学方式转换为电能。主要成分是燃料电池和存储设备和转换器、氧化剂和存储设备和转换器、控制装置,具有效率高、安静的特点,成为了是最具竞争力的AIP系统,德国是国家最早应用燃料电池AIP,其212和214系列潜艇均采用了燃料电池AIP系统,韩国引进德国技术后,也有建造AIP潜艇燃料电池的能力。

燃料电池AIP系统中,反应物质及其存储装置(氢和氧的储存装置)与能量转换装置(燃料电池模块)是相互独立的。多少的燃料电池模块确定总功率系统,没有储能有多少,在一定的功率增加能量存储,一个存储设备,只需要增加氢和氧,不需要增加燃料电池模块。

德国海军212型燃料电池AIP潜艇剖视图

燃料电池AIP系统的主要技术优点是能量转换效率很高,直接电化学化学能转化为电能的燃料电池,省去了热机发电时所必须经过的“燃料化学能→热能→机械能→电能”复杂的转换过程,为了降低能量损失,实际效率可达60-70%。

燃料电池AIP系统的隐身效果也较好,由于外部热辐射的燃料电池反应过程不,为了减少被红外探测设备发现的机会。由于燃料电池系统的能量直接转换,有没有运动系统的组成,所以工作过程很安静,该潜艇可以在航行中做出极大的隐蔽性。

德国海军214型燃料电池AIP潜艇剖面图

此外,燃料电池的过载能力,2次的短时过载能力,可以达到额定功率,柴油发动机无负荷能力太多,因此装备燃料电池AIP系统的潜艇可进行短时的高速航行。

燃料电池AIP系统还具有配置灵活的特点,燃料电池由多个燃料电池模块组成。、并联而成,根据潜艇的性能要求,燃料电池配置灵活选择,具有良好的输出功率效率的变化特征,一个例子很好地说明这一点:瑞典的哥特兰岛级潜艇配备2 台湾75千瓦v4-275r 斯特林型发动机,总功率仅为150 千瓦,而德国212A 该型潜艇配备9 36组 千瓦级质子交换膜燃料电池模块,它的总功率可以达到306 千瓦。。

与其他AIP系统相比,燃料电池AIP系统也存在若干不足,在氢气所需的系统,它既可以像其他的气体那样在高压下储存,也可以作为液体储存或存放在金属氢化物的形成,由于储氢的风险非常高,它一般不考虑气态储氢,而是使用液态储存氢或以氢化金属的形式储存氢时,即便如此,在潜艇狭小的空间,万一发生漏氢,爆炸很容易。

其次燃料电池AIP系统比功率较小,达到相同的功率,燃料电池所需重量要大于其他类型AIP系统,当AIP系统的工作时间为300-400小时,斯特林发动机系统的重量约200 ~ 300吨,在相同的条件下,燃料电池的重量要大很多,标准电池的重量但明显低于常规子。有潜艇相同的位移,在给定体积的条件,燃料电池发动机系统的工作时间,斯特林时报。

最后,AIP燃料电池成本较高的推广构成一定的阻碍,是否使用AIP技术,不仅取决于性能要求,将受预算。

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作者:
 
[编辑 秦一丹]

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