Διερεύνηση μεθόδων μείωσης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης από πλοία με τη βοήθεια ηλεκτρικών διατάξεων

Στυλιανού, Μιχάλης; Stylianou, Michalis

dc.contributor.author	Στυλιανού, Μιχάλης	el
dc.contributor.author	Stylianou, Michalis	en
dc.date.accessioned	2022-07-13T16:51:54Z
dc.date.available	2022-07-13T16:51:54Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/55389
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.23087
dc.rights	Default License
dc.subject	Μείωσης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης	el
dc.title	Διερεύνηση μεθόδων μείωσης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης από πλοία με τη βοήθεια ηλεκτρικών διατάξεων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μηχανική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-11-20
heal.abstract	Πάνω από το 90% του παγκόσμιου εμπορίου μεταφέρεται στους ωκεανούς του κόσμου από τα πλοία. Όπως όλα τα μέσα μεταφοράς που χρησιμοποιούν ορυκτά καύσιμα, τα πλοία παράγουν εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα, καθώς και άλλους ρύπους που συμβάλλουν σημαντικά στην παγκόσμια κλιματική αλλαγή. Η ναυτική βιομηχανία είναι υπεύθυνη για ένα σημαντικό μέρος του παγκόσμιου προβλήματος της κλιματικής αλλαγής. Περισσότερο από το 3% των παγκόσμιων εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα μπορούν να αποδοθούν στα πλοία. Αυτό είναι ένα ποσό συγκρίσιμο με τις μεγάλες χώρες που εκπέμπουν διοξείδιο του άνθρακα - και η ναυτική βιομηχανία συνεχίζει να αναπτύσσεται ραγδαία. Μη κερδοσκοπικοί οργανισμοί, καθώς και ερευνητικά κέντρα προσπαθούν να βρουν λύση στο πρόβλημα της ατμοσφαιρικής ρύπανσης από τα πλοία. Αδιαμφησβήτητα η χρήση εναλλακτικών πηγών ενέργειας είναι το μέλλον της ναυτιλίας και σίγουρα η χρήση ηλεκτρικών διατάξεων θα παίξει πρωτεύοντα ρόλο στην νέα γενιά πλοίων. Το θαλάσσιο περιβάλλον είναι αρκετά αφιλόξενο γι’ αυτό και πολλές από τις εφαρμογές που χρησιμοποιούνται στη στεριά δεν είναι εφαρμόσιμες στο πλοίο. Παρόλα αυτά, παρουσιάζονται πολλές μέθοδοι και γίνεται εκτίμηση του κόστους εγκατάστασης, του κόστους λειτουργίας καθώς και της εξοικονόμησης καυσίμου, όπου αυτό είναι εφικτό. Εν κατακλείδι, στην παρούσα πτυχιακή θα γίνει αναφορά στις μεθόδους μείωσης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης από πλοία με τη βοήθεια ηλεκτρικών διατάξεων. Πολλές από τις ηλεκτρικές διατάξεις έχουν ήδη εφαρμογή και άλλες είναι ακόμη σε ερευνητικό στάδιο με προοπτική την εγκατάσταση τους στα πλοία, μέσα στα επόμενα χρόνια.	el
heal.tableOfContents	Περιεχόμενα Ευχαριστίες .................................................................................................................... 2 Περίληψη ....................................................................................................................... 3 Abstract .......................................................................................................................... 4 Περιεχόμενα ................................................................................................................... 5 Εισαγωγή ....................................................................................................................... 8 Κεφάλαιο 1ο:Ναυτικές μηχανές και ναυτιλιακά καύσιμα ............................................ 9 Η πορεία του Θείου από το καύσιμο, στα καυσαέρια ............................................... 9 Κεφάλαιο 2ο:Ισχύουσες απαιτήσεις και κανονισμοί ................................................... 11 IMO (International Maritime Organization) ............................................................ 11 MARPOL (Maritime Pollution) ............................................................................... 12 Κεφάλαιο 3ο:Ενεργειακή διαχείριση μείωσης κατανάλωσης καυσίμου ..................... 14 Ομαδοποίηση μέτρων μείωσης ................................................................................ 14 Υπολογισμός της σχέσης κόστους-αποτελεσματικότητας των μεμονωμένων μέτρων ...................................................................................................................... 16 Ανάλυση και εκτίμηση των καμπυλών κόστους οριακής μείωσης του CO2 ........... 18 Συνολική Αποτελεσματικότητα Κόστους ή Εκτιμήσεις MAC(Marginal Abatement Costs) ....................................................................................................................... 19 Προσδιορισμός των περιορισμών και των εμποδίων στην εφαρμογή ..................... 20 Τεχνολογικά εμπόδια ............................................................................................... 21 Θεσμικά εμπόδια ...................................................................................................... 21 Οικονομικά εμπόδια ................................................................................................ 24 Κεφάλαιο 4ο:EEDI (Energy Efficiency Design Index) ................................................ 26 Ορισμός του δείκτη σχεδιασμού ενεργειακής απόδοσης (EEDI) ............................ 27 Attained EEDI .......................................................................................................... 27 Τα στοιχεία που επηρεάζουν κυρίως το EEDI είναι (εξίσωση 3): .......................... 27 Δείκτης σχεδιασμού ενεργειακής απόδοσης-Energy Efficiency Design Index (EEDIA) .................................................................................................................... 29 Ανάλυση και επεξήγηση του δείκτη σχεδιασμού ενεργειακής απόδοσης: .............. 29 EEOI (Energy Efficiency Operational Indicator) .................................................... 32 Για καλύτερη κατανόηση στην εκτίμηση του EEOI, παρέχονται οι ακόλουθοι ορισμοί του EEOI: ................................................................................................... 34 Κεφάλαιο 5ο:Τεχνολογίες μείωσης των ρύπων ........................................................... 35 Τεχνολογία common rail .......................................................................................... 35 6 Σύστημα ηλεκτροκίνησης ντίζελ (Diesel electric drive) ......................................... 36 Air Lubricator .......................................................................................................... 39 Ανησυχίες για το σύστημα λίπανσης αέρα .............................................................. 40 Κυματική ενέργεια (wave energy) ........................................................................... 41 Υβριδικοί τρόποι λειτουργίας .................................................................................. 41 Λειτουργία PTO ....................................................................................................... 41 Λειτουργία PTI ........................................................................................................ 41 Λειτουργία PTO/PTH .............................................................................................. 42 Υβριδική λειτουργία (Συνδυασμός PTO / PTI) ....................................................... 42 Λειτουργία ηλεκτρικής διασύνδεσης (Electrical cross-connection) ........................ 42 Μείωση της ζήτησης ισχύος στο πλοίο ................................................................... 42 Φωτισμός χαμηλής ενέργειας .................................................................................. 42 Ενεργειακή απόδοση θέρμανσης, εξαερισμού και κλιματισμού (HVAC) .............. 43 Απόδοση καυσίμου στο λέβητα ............................................................................... 43 Κυψέλες καυσίμου-Υδρογόνο ................................................................................. 44 Κεφάλαιο 6ο: Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας .............................................................. 46 Αιολική ενέργεια ...................................................................................................... 49 Συμβατικά μαλακά πανιά ......................................................................................... 49 Σταθερά πανιά .......................................................................................................... 50 Towing kite .............................................................................................................. 52 Wind engines ........................................................................................................... 55 Ηλιακή ενέργεια ....................................................................................................... 59 Blue Star Delos ........................................................................................................ 61 Κεφάλαιο 7ο:Συστήματα αποθήκευσης ενέργειας ...................................................... 66 Συστήματα μπαταριών ............................................................................................. 67 Μπαταρίες λιθίου ..................................................................................................... 67 Lithium iron phosphate, LiFePO4 (LFP) ................................................................. 68 Nickel manganese cobalt oxide, LiNi1-x-yMnxCoyO2 (NCM or NMC) ............... 68 Nickel cobalt aluminum, NCA ................................................................................ 69 Lithium cobalt oxide, LiCoO2 (LCO) ..................................................................... 69 Lithium manganese oxide spinel, LiMn2O4 (LMO) ............................................... 69 Μπαταρίες Lead-Acid (μόλυβδου-οξέος) ................................................................ 69 Flow batteries (μπαταρίες ροής) .............................................................................. 70 Supercapacitors (υπερπυκνωτές) ............................................................................. 71 7 Σύγκριση υπερπυκνωτών και μπαταριών λιθίου ..................................................... 72 Σύνοψη ..................................................................................................................... 73 Ηλεκτρικά πλοία ...................................................................................................... 75 Κεφάλαιο 8ο:Organic Rankine Cycle .......................................................................... 79 Organic Rankine Cycle από την Enertime ............................................................... 81 Πλεονεκτήματα ORC ............................................................................................... 82 Μειονεκτήματα ORC ............................................................................................... 82 Κεφάλαιο 9ο: Cold ironing .......................................................................................... 83 Απαιτήσεις εξοπλισμού πλοίων και λιμανιών για την εφαρμογή της μεθόδου ....... 84 ISO/IEC/IEEE 80005-1:2012 .................................................................................. 85 Παροχή Ενέργειας.................................................................................................... 85 Βιβλιογραφία ............................................................................................................... 87	el
heal.advisorName	Προυσαλίδης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Παπαδόπουλος, Χρίστος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ναυτικής Μηχανολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	89 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false