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Whole ship energy optimization: the case study of a chemical tanker

机译：全船能源优化：某化学品船的案例研究

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摘要

La presente dissertazione investiga la possibilità di ottimizzare l’uso di energia a bordo di una nave per trasporto di prodotti chimici e petrolchimici. Il software sviluppato per questo studio può essere adattato a qualsiasi tipo di nave. Tale foglio di calcolo fornisce la metodologia per stimare vantaggi e miglioramenti energetici, con accuratezza direttamente proporzionale ai dati disponibili sulla configurazione del sistema energetico e sui dispositivi installati a bordo. Lo studio si basa su differenti fasi che permettono la semplificazione del lavoro; nell’introduzione sono indicati i dati necessari per svolgere un’accurata analisi ed è presentata la metodologia adottata.udInizialmente è fornita una spiegazione sul layout dell’impianto, sulle sue caratteristiche e sui principali dispositivi installati a bordo. Vengono dunque trattati separatamente i principali carichi, meccanico, elettrico e termico. In seguito si procede con una selezione delle principali fasi operative della nave: è seguito tale approccio in modo da comprendere meglio la ripartizione della richiesta di potenza a bordo della nave e il suo sfruttamento.udSuccessivamente è svolto un controllo sul dimensionamento del sistema elettrico: ciò aiuta a comprendere se la potenza stimata dai progettisti sia assimilabile a quella effettivamente richiesta sulla nave.udSi ottengono in seguito curve di carico meccanico, elettrico e termico in funzione del tempo per tutte le fasi operative considerate: tramite l’uso del software Visual Basic Application (VBA) vengono creati i profili di carico che possono essere gestiti nella successiva fase di ottimizzazione.udL’ottimizzazione rappresenta il cuore di questo studio; i profili di potenza ottenuti dalla precedente fase sono gestiti in modo da conseguire un sistema che sia in grado di fornire potenza alla nave nel miglior modo possibile da un punto di vista energetico. Il sistema energetico della nave è modellato e ottimizzato mantenendo lo status quo dei dispositivi di bordo, per i quali sono considerate le configurazioni di “Load following”, “two shifts” e “minimal”.udUna successiva investigazione riguarda l’installazione a bordo di un sistema di accumulo di energia termica, così da migliorare lo sfruttamento dell’energia disponibile.udInfine, nella conclusione, sono messi a confronto i reali consumi della nave con i risultati ottenuti con e senza l’introduzione del sistema di accumulo termico. Attraverso la configurazione “minimal” è possibile risparmiare circa l’1,49% dell’energia totale consumata durante un anno di attività; tale risparmio è completamente gratuito poiché può essere raggiunto seguendo alcune semplici regole nella gestione dell’energia a bordo. L’introduzione di un sistema di accumulo termico incrementa il risparmio totale fino al 4,67% con un serbatoio in grado di accumulare 110000 kWh di energia termica; tuttavia, in questo caso, è necessario sostenere il costo di installazione del serbatoio. Vengono quindi dibattuti aspetti economici e ambientali in modo da spiegare e rendere chiari i vantaggi che si possono ottenere con l’applicazione di questo studio, in termini di denaro e riduzione di emissioni in atmosfera.ud
机译：本文研究了船上化学和石化产品运输中优化能源利用的可能性。为这项研究开发的软件可以适用于任何类型的船舶。该计算表提供了估算能源优势和改进的方法，其准确性与能源系统配置和船上安装的设备上的可用数据直接成比例。该研究基于不同阶段，可以简化工作。引言表明进行精确分析所需的数据并介绍了所采用的方法 ud首先对系统的布局，系统的特性以及安装的主要设备进行了说明。因此，主要负荷（机械负荷，电气负荷和热负荷）分别进行处理。然后，我们选择舰船的主要运行阶段：为了更好地理解舰船上动力需求的分布及其利用，将采用以下方法： Ud随后，对电气系统的尺寸进行了检查：这有助于了解设计者估算的功率是否可与船舶上实际需要的功率相媲美。•通过使用Visual软件，可以考虑所考虑的所有操作阶段的机械，电气和热负荷曲线随时间的变化情况。创建了基本应用程序（VBA）负载配置文件，可以在随后的优化阶段中对其进行管理。从前一阶段获得的功率分布图得到管理，以实现一种系统，该系统能够从能源的角度以最佳方式向船舶供电。对船舶的能源系统进行建模和优化，同时保持船上设备的现状，为此，考虑了“负载跟随”，“两班制”和“最小”配置。最后，将实际船舶消耗量与采用和不采用储热系统的结果进行了比较。通过“最小”配置，可以节省一年活动中消耗的总能量的1.​​49％；这种节省是完全免费的，因为可以通过遵循一些简单的规则来实现船上能源管理。储热系统的引入使储罐能够存储110000 kWh的热能，总节约量最多可提高4.67％。但是，在这种情况下，必须承担安装水箱的费用。因此，在经济和环境方面进行了讨论，以解释和阐明通过应用本研究可以在金钱和减少向大气中的排放方面所获得的优势。

著录项

  • 作者

    Saccani Michele;

  • 作者单位
  • 年度 2013
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  • 正文语种 en
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