Oceans offer a vast supply of energy through ever-present winds and currents. Offshore wind energy alone could provide many times the current global energy demand. One concept approach that aims to tap into these reserves are energy sail ship, wind powered vessel that take advantage of oceanic energy to produce and store harvested energy. This report studies the different systems involved in designing an energy sail ship; finding suitable waters to operate, shell vessel design, wind propulsion method, electricity generation, and hydrogen production and storage.Suitable operating waters are identified as having strong prevailing winds and currents, as well as proximity to land. One particularly suitable example of this is the southern coast of New Zealand, which is studied in this report. Catamarans are identified for use as energy sail ship design, as they offer low water resistance as well as large surface areas needed to place systems. Three methods of ship propulsion are considered; Flettner rotors, Parawings and Wing sails. A method of effective and reliable saltwater electrolysis is identified, with cells that last thousands of hours without maintenance. Finally, hydrogen storage methods are evaluated, including chemical conversion into methanol or ammonium, as well as compressed hydrogen storage.A simplified energy analysis is preformed to determine an approximate energy efficiency of a theorized ESS that utilizes proposed technologies. The energy sail ship was found to produce roughly 2.5 GWh. / Havet innehåller stora mängder energi från både vindar och strömmar. Endast energi från kustnära vindar uppskattas vara tillräckligt för att täcka världens årliga energibehov. Ett koncept som avser att ta till vara på havets energi är vinddrivna och vätgasproducerande skepp (engelska: energy sail ships).I denna rapport studeras de olika system och teknologier som bygger upp en energy sail ship,så som lämpliga vattenområden, skeppsdesign, vinddrivningsmetod, elgenereringsmetod, vätgasproduktion och energilagring.Områden med konstanta och starka vindar, i kombination med starka havsströmmar, identifieras. Nya Zeelands södra kust är ett särskilt lämpligt område som studeras närmare i denna rapport. Katamarandesign föreslås som skeppsdesign för dess låga vattenmotstånd samt att de erbjuder det stora ytområde som behövs för vätgasproduktion och lagring. Tre metoder för vinddrivning identifieras; Flettnerrotorer, fasta segel samt skärmsegel. Energieffektiva och underhållsfria elektrolysceller föreslås för saltvattenselektrolys. Dessa celler har en livslängd på tusentals timmar istället för endast några få timmar för celler som inte är anpassade för saltvatten. Till slut utvärderas vätgaslagring i form av metanol, ammonium eller komprimerad vätgas.En enklare energianalys utförs för att bestämma energieffektiviteten av en energy sail ship som använder de föreslagna teknologierna. Detta skepp får en approximativ årlig energiproduktion på 2,5 GWh.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-277794 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Assenai, Tagiadin, Hendey Bröte, Oscar |
| Publisher | KTH, Energiteknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2020:225 |
Page generated in 0.0018 seconds