1.课题研究目的、意义及国内外的研究现状

1.1课题研究目的及意义

我国河流湖泊众多,其中面积一平方千米以上约有2300个，正在进行旅游开发或已经完成旅游开发的有上千个，水域旅游已经成为中国旅游业的重要组成部分。游船作为水上旅游必不可少的交通工具，也越来越受到大众的关注。然而，随着旅游业的发展，景区客流量日益增加，游船营运更频繁。而这些游船大多为油动船，即以柴油或汽油为动力，不可避免会给所在水域带来污染物排放，包括废油、废水、碳氧化合物、氮氧化合物以及硫氧化合物等有害物质。造成水域水体和大气污染，危及水域生态系统。

随着国内船舶排放控制区的实施，在可持续发展的大环境下，船舶大气污染物的排放控制标准变得越来越严格。因此设计满足相关政策标准与行业规范要求的节能船型，实现游船的节能减排，不仅对企业产生经济效益，同时完全符合国家的总体战略，看齐国际标准与规范。在可持续发展的要求下，新能源游船应运而生。

1.2国内外研究现状

2010年6月日，第39个世界环境日，我国第一艘太阳能混合动力游船“尚德国盛号”在上海黄浦江畔起航。该船首次将太阳能电力导入游船动力，将混合动力模式引入船舶建造。德国也建造出世界上最大的完全由太阳能提供动力的船舶——太阳能游艇“Turanor”号。

目前航运业对风能的利用主要是通过对船舶加装风帆，借助风能为船舶提供辅助动力，从而减少能源的消耗和有害气体的排放^13-14。但其因为能量利用面单一，续航能力较差，节能效果有待提高。近几年“EnergySail”的概念也渐渐得到推广，“太阳能风帆”得到初步应用。早期的研究显示加大对清洁能源的利用效率会呈现出比现存的单一太阳能模式更加优越的性能。受此启发，本文设计的这种新型船用智能太阳能风帆系统,根据船舶的状态和环境参数，自适应控制风帆攻角，以及通过改变风帆姿态使风帆的受照面积加大，做到风帆控制的智能化，实现风光的高效利用。该研究若能形成成果，可极大地节约游船的运营成本，从长期看有更大的经济和环境效益，符合可持续发展的理念。此研究也将填补国内在这方面的空白，有望在某些关键技术方面有所突破。