CN101306720B - 风光电复合能源充电蓄电池全电动船 - Google Patents

Abstract

一种风光电复合能源充电蓄电池全电动船，包括船体，船体的前部设有控制台，后部设有电动推进装置，蓄电池组安装在船体的底部，控制台通过电缆分别与蓄电池和电动推进装置相连，蓄电池与充电机连接，充电机与岸电接入装置连接，在船体的顶部设有太阳能板和风能发电机，它们通过控制台与蓄电池组相连。本发明采用储电的方式解决发电配电用电的同时性问题，达到不同时的效果，极大地增加综合利用自然清洁能源的时间和机会。航行或停航时都可利用风能；不仅可用于船舶推进，而且可用于其它用电器；同时形成风光电三者的结合和优势互补，在整体系统上提高功能和效率，既可获得廉价能源，又可保证工作运行的连续性。

Description

风光电复合能源充电蓄电池全电动船

技术领域

本发明涉及一种新型复合清洁能源环保船，特别是一种风光电复合能源充电蓄电池全电动船。

背景技术

目前传统柴油机船舶占据统治地位，由于柴油机存在烟尘噪声臭味和油水污染，以及烟气和冷却水中的热能难以大幅度回收利用致使能效低的原因，所以不利于船员和环保节能事业。采用蓄电池做能源的全电动船舶因为充电麻烦、储电困难，导致续航力低的技术原因和高能蓄电池昂贵的经济原因，还没有应用于公开水域。在封闭的水域，如公园水池，已经有利用岸电和太阳能作为动力的先例。由于蓄电池全电动船舶的高效无污染的优点，使其拥有巨大的潜在市场。技术方向之一是利用太阳能和风能。对于柴油机船舶和蓄电池电动船舶，从根本上看，是一个以“电代油”的问题。作为世界级难题，在其它的领域已经被攻克，例如青岛港的劳模许振超在轮胎吊车方面实现了“以电代油”。2006年8月2日人民日报报道，许振超自主创新技术“油改电”已成功用到集装箱轮胎吊。同时说明“油改电”即由内燃机驱动改为电驱动，是世界级难题。该项目如果在青岛港推广，年可节约成本3000万元以上，同时减少环境污染，降低作业噪声，增强设备运行安全性。

此外，从综合利用能源的角度看，现行技术在船舶方面进展不大。传统柴油机船舶的电能是依靠低效污染的柴油机用油转化而来的，不是直接利用高效的供热和供电统一的岸上能源方案提供的清洁岸电，此外现时船舶十分少见利用太阳能和风能的。工作于封闭水域的电动船舶，已经有利用岸电和太阳能的先例。然而难以普及推广。存在的问题是太阳能昂贵效率低、阴天不能使用，岸电充电麻烦储电困难续航力低。从风能方面看，在船舶方面的利用并不新鲜，传统的人力船舶的风帆就是例子，风能利用只是在蒸汽机和内燃机动力船舶出现以后，被淡化了。风帆利用风能是用于船舶推进，其方法的缺点是，只能在航行时利用、难以选择方向、无风影响运行、难以保证工作持续性。

所谓电动船舶就是采用电力推进的船舶。电力推进分为柴油机发电的电力推进和全蓄电池电力推进两种。前者是一个电源与两种用途配套，例如航行和挖沙、起重等，目的在于追求方案的简化以优化船舶空间布局和系统配套，如自航起重船挖沙工程船，航行不挖砂、挖砂不航行。然而因为有柴油机，所以是低效和有污染的，后者就是常规潜艇，是柴油机和蓄电池相接合的船舶，在水下利用蓄电池进行电力推进，是电动船舶，在水面变成柴油机推进船舶。我们的电动船是风光电复合能源充电蓄电池全电动船，在大的类型方面属于后者。以蓄电池为船舶能源，以岸电为主要能量来源，以太阳能和风能为辅助能源，三者都采取充电的方式为蓄电池补充能量。在综合利用能源的方式上，显然有别于风帆的直接方式，而是突出了充电的能量补充方式。此外在充电方式上，也有别于传统。例如岸电充电方式，在采用了可快速充电的蓄电池以后，可采用岸上大型充电机实现快速充电。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种合理利用蓄电池电动船舶的优势，扩大综合利用清洁能源的渠道，以岸电补充能量为主，以太阳能和风能互补的方式为辅，采取高效的充电方式全天候地补充能量，利用蓄电池做动力，实现高效环保的电力推进，开发出无烟尘臭味油污，低噪声，维护简单、操纵方便、机动灵活的风光电复合能源充电蓄电池全电动船。

本发明的目的是这样实现的：一种风光电复合能源充电蓄电池全电动船，包括船体，船体的前部设有控制台，后部设有电动推进装置，蓄电池组安装在船体的底部，控制台通过电缆分别与蓄电池和电动推进装置相连，蓄电池通过控制台与充电机连接，充电机与岸电接入装置连接，太阳能板和风力发电机安装在船体的顶部，分别通过控制台与蓄电池连接，控制台上设置有电动机无级调速操纵器和有档调速操纵器，控制台上还设置有测量充放电电量的仪表以及充电的控制装置。电动推进装置采用电动机无级调速方式。蓄电池组采用高低能阀控密封免维护蓄电池。

本发明所提供的风光电复合能源充电蓄电池全电动船具有以下特点：

一、采用蓄电池电动船舶实现电力推进不仅可获得环保节能优化船舶系统和结构提高性能，特别是提高船舶稳性的优点，而且为综合利用清洁能源提供了基础，解决了能量储存的基本问题。这是传统柴油机船舶难以实现的。同时在充电放电和厉行节能用电方面，可与风光电复合能源发电形成良好的配套，可体现能源和船舶配套的整体优势，

因为廉价能源，还必须用得省，才能产生高性能。

二、采用充电方式补充能量，扩大了综合利用清洁能源的渠道和应用的范围，以及延长工作时间，例如可利用轻微风能达到全天候的程度，优于风帆的方式，且风能可不仅用于船舶推进，还可用做它用。由于增加机会和延长工作时间，所以在提高效率的同时，还可减小容量，实际上是以时间换空间，有利于船舶布局和降低成本。

三、采用风光电复合方式构成能量来源，有利于优势互补形成集成优势。例如以岸电作为主渠道，可适应当前太阳能和风能的技术发展水平，保证工作运行的连续性；利用太阳能和风能，在技术方面可扩大能源渠道，形成双保险，延长充电时间、增加充电机会，降低对于自然条件的要求，增强实际应用的适应性，最终构成普及推广的基础；同时由于在价格方面的差异，它们还可形成价格互补，构成经济上的普及基础。

四、由于采用了综合能源，在能源供给方面更加稳定可靠，因此有利于提高电动船舶的性能，并有利于蓄电池的工作，还可进一步提高节能水平，降低运行成本，例如降低充电频率、少充电多航行、提高续航力等等。

五、利用太阳能和风能充电，比较适应船舶工作的环境条件，因为这些在水面和岸边是比较容易得到的。同时采用风光电复合能源特别适应船舶的工作条件，可彰显船舶的特色，船舶的低速工作特点使其可利用汽车难以利用的能源，例如低速风能，因而在采用综合能源方面比电动汽车更具有优势。

六、与传统柴油机船舶相比，不仅具有舒适度高、操作简单、节省人工、环保节能、高性能价格比、以及长远经济社会效益好的优点，而且因为利用了底舱取消了机舱和柴油机，从而优化了船舶系统和空间结构，此外，可由驾驶室操纵台直接控制电动机和船舶运动，而具有反应快机动灵活的特点。

七、由于采用了阀控密封免维蓄电池、全自动智能充电机、以及控制和分配对蓄电池组进行充电的装置和措施，实现了无人值班均衡充电，从而使得维护管理工作比较简单、工作可靠性高。

八、由于配备了无级调速和有档调速两种操作装置，因此使船员有了多种选择、可较好地适应船员的操作习惯，且有利于提高可靠性，有利于普及推广。

九、由于配备了充电和放电电量测量仪表，所以可方便于船员监视蓄电池充电放电和存电情况、以及蓄电池的情况，有利于做到心中有数、提高可靠性，同时可便于进行节能运行操作控制，提高管理操作的节能水平。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的结构示意图

图2是本发明右视结构示意图。

图3是本发明控制台俯视图。

具体实施方式

如附图1、图2和图3所示，本装置包括船体1，船体1的前部设有控制台2，后部设有电动推进装置4，蓄电池组3安装在船体1的底部，控制台2通过电缆分别与蓄电池3和电动推进装置4相连，蓄电池3通过控制台2与充电机5连接，充电机5与岸电接入装置6连接，太阳能板7和风力发电机8安装在船体1的顶部，分别通过控制台2与蓄电池3连接，控制台2上设置有电动机无级调速操纵器12和有档调速操纵器9，控制台上还设置有测量充放电电量的仪表10以及充电的控制装置11。电动推进装置4采用电动机无级调速方式。蓄电池组3采用高低能阀控密封免维护蓄电池。

本发明使用时，在控制台2的操作控制下，蓄电池组3带动电动推进装置4转动，推动船体1运动。充电机5可以利用岸电接入装置6引进岸电对蓄电池组3充电和供应全船用电，同时利用控制台2的充电控制装置11进行控制和分配对蓄电池组进行自动均衡充电；此外，在基地时可以利用岸上充电机对于蓄电池3进行充放电，可把电能返回到电网，以满足蓄电池维护和节约能量的双重需求。同样，控制台2的充电控制装置11可与太阳能和风能充电系统一道，控制其对蓄电池进行自动充电，充电控制装置11也可关闭某一充电装置。

Claims (2)

1.一种风光电复合能源充电蓄电池全电动船，包括船体(1)，船体(1)的前部设有控制台(2)，后部设有电动推进装置(4)，其特征在于：蓄电池组(3)安装在船体(1)的底部，控制台(2)通过电缆分别与蓄电池(3)和电动推进装置(4)相连，蓄电池(3)通过控制台(2)与充电机(5)连接，充电机(5)与岸电接入装置(6)连接，太阳能板(7)和风力发电机(8)安装在船体(1)的顶部，分别通过控制台(2)与蓄电池(3)连接，控制台(2)上设置有电动机无级调速操纵器(12)和有档调速操纵器(9)，控制台上还设置有测量充放电电量的仪表(10)以及充电的控制装置(11)。

2.根据权利要求1所述的风光电复合能源充电蓄电池全电动船，其特征在于：电动推进装置(4)采用电动机无级调速方式。

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