Тематический обзор приурочен ко Дню работников водного транспорта. Он включает материалы из базы данных Scopus.
С полными текстами статей можно ознакомиться в зале информационно-справочной службы, комната 613, и в читальном зале периодических изданий, комната 614. Телефон для справок: +375 17 226 61 88.
Balestra, L. Energy management strategies for a zero-emission hybrid domestic ferry [Electronic resource] / L. Balestra, I. Schjølberg // International Journal of Hydrogen Energy. – 2021. – Vol. 46, iss. 77. – P. 38490–38503. – Scopus. – Date of access: 23.05.2022.
Переведенное заглавие: Стратегия управления энергопотреблением для гибридного парома внутреннего сообщения с нулевым уровнем выбросов.
Представлены три подхода к определению параметров и управлению морской гибридной энергетической установкой, которая оснащена протонообменными мембранными топливными элементами и батареями. Основное внимание уделено различным конфигурациям электростанций, включая стратегию управления энергопотреблением и размеры компонентов электростанции. Определение размера конструктивных элементов выполнено с использованием подхода последовательной оптимизации. Конфигурации протестированы с использованием динамической модели, разработанной в программе Simulink. Для проверки технической осуществимости каждой конфигурации проведено моделирование. Стратегия управления энергопотреблением разрабатывалась таким образом, чтобы обеспечить оптимизацию выбранного набора параметров: потребление водорода и деградация топливных элементов. При оптимизации гибридной силовой установки существуют различные варианты. Оптимизация может осуществляться путем приоритизации основных факторов, которые судовладелец считает наиболее важными для повседневной работы судна.
Comprehensive design of dc shipboard power systems for pure electric propulsion ship based on battery energy storage system [Electronic resource] / Y.-R. Kim [et al.] // Energies. – 2021. – Vol. 14, iss. 17. – Article number: 5264. – Scopus. – Date of access: 23.05.2022.
Переведенное заглавие: Комплексное проектирование судовых энергосистем постоянного тока для чисто электрического движителя судна на основе аккумуляторной системы накопления энергии.
С усилением международных экологических норм проводится много исследований по интегрированным электрическим двигательным установкам, которые используются на судах. Однако в них недостаточно раскрываются вопросы определения параметров конструкции судна с чисто электрическим двигателем. Представлена комплексная конструкция судовой энергетической системы постоянного тока для электрического движителя судна на основе аккумуляторной системы накопления энергии (BESS). Для того чтобы спроектировать и сконфигурировать судно с чисто электрическим двигателем в качестве образца использован автомобильный паром мощностью 2 МВт. Для проектирования общей системы рассмотрен ряд процессов, таких как определение профиля эксплуатации судна, выбор мощности BESS, конфигурация систем преобразования энергии для силовой установки, процедуры зарядки/разрядки аккумуляторов, классификация режимов работы системы и анализ эффективности. Данная конструкция парома была качественно и количественно проверена с помощью программы MATLAB.
Machine learning algorithm selection for real-time energy management of hybrid energy ship [Electronic resource] / M. Gan [et al.] // Energy Reports. – 2022. – Vol. 8. – P. 1096–1102. – Scopus. – Date of access: 23.05.2022.
Переведенное заглавие: Выбор алгоритма машинного обучения для управления энергопотреблением гибридного энергетического судна в режиме реального времени.
Ухудшение состояния окружающей среды и повышенный спрос на энергоресурсы привели к ускоренному развитию гибридных фотоэлектрических систем. Однако ключевой технической проблемой стало то, как в режиме реального времени обеспечить эффективное подключение фотоэлектрической энергии к судовой микросети. Предложена стратегия управления энергопотреблением в режиме реального времени для гибридного энергетического судна, основанная на приближенной модели прогностического контроля. Во-первых, с целью минимизации эксплуатационных расходов и отклонения от исходного состояния заряда создана система управления энергопотреблением, основанная на модельном прогнозирующем управлении. Во-вторых, алгоритм машинного обучения приспособлен для аппроксимации оптимального управляющего воздействия модели прогностического контроля в автономном режиме. Для производительности различных алгоритмов машинного обучения проведен количественный анализ. В качестве примера был взят паром, оснащенный фотоэлектрической системой, к которому был выбран соответствующий алгоритм машинного обучения и номер образца. Результаты показали, что предложенная стратегия может не только оптимизировать производительность, но и эффективно сократить объем вычислений и реализовать управление энергопотреблением в режиме реального времени в гибридном энергетическом судне.
On the possible introduction of mini gas turbine cycles onboard ships for heat and power generation [Electronic resource] / D. Barsi [et al.] // Energies. – 2021. – Vol. 14, iss. 3. – Article number: 568. – Scopus. – Date of access: 23.05.2022.
Переведенное заглавие: Перспектива внедрения мини-газотурбинных установок на борту судов для выработки тепла и электроэнергии.
Недавнее вступление в силу ограничений МАРПОЛ 2020 на выбросы загрязняющих веществ с морских судов увеличил растущий интерес к более чистым видам транспорта. Одним из способов достижения большей экологической устойчивости судов является обновление бортовых двигателей в соответствии с действующими нормами. Газовые турбины не являются новинкой в этой области. Несмотря на это, их мало применяли в коммерческом судоходстве. Действительно, газотурбины чаще всего используют в военно-морском флоте, где быстрое маневрирование является ключевым фактором, а также скоростными паромами и судами на подводных крыльях из-за высокого соотношения мощности и веса. Недавно эти турбины были применены в танкерах для перевозки сжиженных природных газов для более эффективного сжигания отходящего газа. В литературе предполагают возможное внедрение газовых турбин на больших круизных судах. Из-за малого количества исследований малогабаритных установок произведена оценка возможного использование мини-газотурбинных циклов в диапазоне от 1 до 10 МВт электрической мощности для выработки тепла и электроэнергии на борту коммерческих судов, предназначенных для пассажирских перевозок. Проведен статистический анализ эксплуатируемых судов до 2020 года, чтобы определить размеры двигателей. Представлен обзор литературы для определения репрезентативных требований к теплу на борту. Для определения оптимальных размеров мини-установок на базе газовых турбин проведена оценка основных электрических и тепловых требований судна. Дано сравнение с современными судовыми дизельными двигателями и газовыми турбинами по размеру и весу.
Ship speed prediction based on machine learning for efficient shipping operation [Electronic resource] / A. M. Bassam [et al.] // Ocean Engineering. – 2022. – Vol. 245. – Article number: 110449. – Scopus. – Date of access: 23.05.2022.
Переведенное заглавие: Прогнозирование скорости судна для эффективного судоходства на основе машинного обучения.
С целью снижения расхода топлива и связанных с ним затрат проведен анализ эксплуатационных характеристик судов. Одним из ключевых факторов оптимизации конструкции и эксплуатации судна является точное прогнозирование скорости судна. Традиционные методы оценки скорости судна, которые включают теоретические расчеты, численное и имитационное моделирование, могут быть дорогостоящими, трудоемкими, иметь ограничения или не могут быть применены к судам в различных условиях эксплуатации. Исследован подход машинного обучения для прогнозирования скорости судна с помощью регрессии с использованием данных о судовой эксплуатации парома «M/S Smyril». Приведены алгоритмы регрессии, которые включают линейную регрессию, дерево регрессии и ансамбль деревьев регрессии, регрессию на основе гауссовских процессов и методы опорных векторов, которые используют различные ковариативные функции, реализованные в MATLAB. Предложен комплексный подход к предварительной обработке данных, включающий выбор, извлечение, проектирование и масштабирование эксплуатационных характеристик. Выполнена перекрестная проверка, анализ чувствительности, корреляционный анализ и численное моделирование. Предложенный подход может обеспечить точное прогнозирование скорости судна в реальных условиях эксплуатации и оптимизировать его эксплуатационные характеристики.