CN102083684B

CN102083684B - 自航船

Info

Publication number: CN102083684B
Application number: CN200980126212.1A
Authority: CN
Inventors: 多米尼克·哈宾; 马腾·莫斯特图
Original assignee: STX France SA
Current assignee: STX France SA
Priority date: 2008-11-13
Filing date: 2009-11-09
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2029-11-09
Also published as: FR2938234B1; AU2009315718B2; AU2009315718A1; US20120001479A1; NZ589972A; FR2938234A1; BRPI0909452A2; CA2717945A1; EP2344377A1; US8425267B2; CA2717945C; CN102083684A; JP5583683B2; JP2012508665A; KR20110082478A; WO2010055010A1; AU2009315718A2; DK2344377T3; EP2344377B1

Abstract

本发明涉及一种自航船，该船包括：船载电网(5)、主电源总线(11)、推进装置(3)、驱动所述推进装置(3)的电机(4)、以及为它们供电的供电装置。按照本发明，所述供电装置包括：电容器组(10)，该电容器组具有的电容量被设定成，使得能够以该电容器组的标称电荷，通过所述总线(11)，至少临时性地提供所述船载电网(5)的标称供电量以及所述电机(4)的标称供电量；以及船载电连接装置，用以将电容器组(10)连接至位于船的到达点和/或出发点处的另一电网，从而在停靠在到达点和/或出发点期间，能够将电容器重新充电，以达到其标称电荷，并为第一船载电网(5)供电。

Description

自航船

技术领域

本发明涉及一种自航船。

本发明尤其涉及用于在出发点和到达点之间的指定距离上航行的自航船。

这样的船例如为海船或河船。船例如为渡船类型或用于运输乘客或货物的任何其它船只。

背景技术

自航船的问题之一在于其二氧化碳CO₂足迹和化石燃料成本。

实际上，船通常以柴油机运行。

已知有多种可以替代柴油机的、用于船的系统。

文献WO 2005/012079描述了具有布置在船帆上的光电元件以及用于储存由所述元件收集的电力的电池和/或电容器的船。该船为不带柴油机的休闲帆船类型，且不能在定期航行的大尺寸的船诸如渡船的范围内推广。

文献EP-B-1 341 694涉及配备有主柴油机以及电动机的船，该电动机由配备有另一柴油机的发电机组供电。

文献EP-A-1 531 125描述了为获得推进而配备有电动机的船，该电动机由柴油机和燃料电池供电。

发明内容

本发明旨在获得一种船，该船能够部分地或完全地省去用于推进该船的内燃机。

为此，本发明的第一目的在于，一种用于在出发点和到达点之间的指定距离上航行的自航船，该船包括至少一个第一船载电网、至少一个主电源总线、推进装置、用于驱动所述推进装置的至少一个驱动电机以及用于通过所述主电源总线为所述第一船载电网和所述至少一个驱动电机供电的供电装置，

其中，

所述供电装置包括：

至少一个电容器组，该电容器组的电容量被设定成，能够以所述电容器的标称电荷，通过所述主电源总线，提供等于所述至少一个第一船载电网在指定距离上的标称供电量以及所述至少一个驱动电机允许在所述指定距离上航行的标称供电量的至少5％的比例；以及

设置在船上的电连接装置，用以将所述电容器组连接至位于到达点和/或出发点处的另一电网上，从而在停靠在到达点和/或出发点期间，能够将所述电容器重新充电，以达到其标称电荷，并用于为所述第一船载电网供电。

本发明还涉及一种用于在出发点和到达点之间的指定距离上航行的自航船，该船包括至少一个第一船载电网、至少一个主电源总线、推进装置、用于驱动所述推进装置的至少一个驱动电机、以及用于通过所述主电源总线为所述第一船载电网和所述至少一个驱动电机供电的供电装置，

其中，

所述供电装置包括：

至少一个电容器组，该电容器组的电容量被设定成，能够以所述电容器的标称电荷，通过所述主电源总线，提供等于所述至少一个第一船载电网在指定距离上的标称供电量以及所述至少一个驱动电机允许在所述指定距离上航行的标称供电量的至少25％的比例；以及

本发明还涉及一种自航船，该船包括至少一个第一船载电网5、至少一个主电源总线11、104、推进装置3、用于驱动所述推进装置3的至少一个驱动电机4、1004、以及用于通过所述主电源总线11、104为所述第一船载电网5和所述至少一个驱动电机4、1004供电的供电装置，

其中，

所述供电装置包括：

至少一个电容器组10，该电容器组的电容量被设定成，能够以所述电容器的标称电荷，通过所述主电源总线11、104，提供所述至少一个第一船载电网5在指定距离上的标称供电量以及所述至少一个驱动电机4、1004允许在所述指定距离上航行的标称供电量；以及

设置在船上的电连接装置25、111，用以将所述电容器组10连接至位于到达点和/或出发点上的另一电网上，从而在停靠在到达点和/或出发点期间，能够将所述电容器充电，以达到其标称电荷，并用于为所述第一船载电网供电。

其中，

所述供电装置包括：

至少一个电容器组10，所述电容器组的电容量被设定成，能够以所述电容器的标称电荷，通过所述主电源总线11、104，至少临时性地提供所述至少一个第一船载电网5的标称供电量以及所述至少一个驱动电机4、1004的标称供电量；以及

设置在船上的电连接装置25、111，用以将所述电容器组10连接至位于到达点和/或出发点处的另一电网上，从而在停靠在到达点和/或出发点期间，能够将所述电容器重新充电，以达到其标称电荷，并为所述第一船载电网5供电。

本发明还涉及一种自航船，该船包括至少一个第一船载电网5、至少一个主电源总线11、104、推进装置3、用于驱动所述推进装置3的至少一个驱动电机4、1004、以及用于通过所述主电源总线11、104为所述第一船载电网5以及所述至少一个驱动电机4、1004供电的供电装置，

其中，

所述供电装置包括：

至少一个电容器组10，所述电容器组的电容量被设定成，对于船的移动速度小于或等于指定速度(该指定速度例如可以是5节)的情况，能够以所述电容器的标称电荷，通过所述主电源总线11、104，提供所述至少一个第一船载电网5的标称供电量以及所述至少一个驱动电机4、1004的标称供电量；以及

设置在船上的电连接装置25、111，用以将所述电容器组10连接至位于该船的到达点和/或出发点处的另一电网上，从而在停靠在到达点和/或出发点期间，能够将所述电容器重新充电，以达到其标称电荷，并为所述第一船载电网供电。

例如，所述至少一个电容器组的电容量被设定成，能够以所述电容器的标称电荷，通过所述主电源总线11、104，提供所述至少一个第一船载电网5的标称供电量以及所述至少一个驱动电机4、1004的标称供电量的100％，从而允许航行例如在港内、港口的进入航道(除地区规章外)以及在300米沿海地带(从高潮线开始测量)，遭受到所施加的指定的速度限制，例如约为5节。

按照本发明的实施方式：

-船载连接装置包括导线，所述导线能够在船停靠于出发点和/或到达点处时，与由位于出发点和/或到达点处的机械装置所带有的外部导线相接触，所述机械装置用于弥补高度差、弥补在船与出发点和/或达到点处的码头之间的距离、并在船和码头之间建立电连接。

-或者船载连接装置包括由机械装置所带有的导线，所述机械装置被设置成，使得能够弥补船与出发点和/或到达点处的码头之间的高度差，并能够弥补船和码头之间的距离，当船停靠于出发点和/或到达点时，所述机械装置被设置成，使得能够与设置在码头上的电导线电连接。

-船的连接装置的导线被设置成，能够在船停靠于出发点和/或到达点时，与由位于出发点和/或到达点的至少一个受电弓带有的外部导线相接触，该受电弓能够弥补高度差，弥补船与出发点和/或到达点处的码头之间的距离，并在船和码头之间建立电连接。

-电连接装置设置在船上，用于将电容器组连接至位于到达点和/或出发点处的另一电网上，从而在停靠至到达点和/或出发点期间，能够将所述电容器重新充电，以达到其标称电荷，并为第一船载电网以及所述至少一个驱动电机供电。

-电容器组为超级电容器类型。

-供电装置包括至少一个发电机组，该发电机组用作辅助和紧急使用，且由船载燃料储备提供燃料的至少一个内燃机驱动。

-电容器组的电容量被设定成，能够以所述电容器的标称电荷，通过所述主电源总线，提供等于所述至少一个第一船载电网在指定距离上的标称供电量以及所述至少一个驱动电机允许在该指定距离上航行的标称供电量的至少50％的比例，

-电容器组的电容量被设定成，能够以所述电容器的标称电荷，通过所述主电源总线，提供大于或等于所述至少一个第一船载电网在指定距离上的标称供电量以及所述至少一个驱动电机允许在所述指定距离上航行的标称供电量的100％的比例。

-电容器组的电容量被设定成，能够以所述电容器的标称电荷，通过所述主电源总线，提供大于或等于所述至少一个第一船载电网在指定距离上的标称供电量以及所述至少一个驱动电机允许在所述指定距离上航行的标称供电量的130％的比例。

-电容器组的电容量被设定成，能够以所述电容器的标称电荷，通过所述主电源总线，提供大于或等于所述至少一个第一船载电网在指定距离上的标称供电量以及所述至少一个驱动电机允许在所述指定距离上航行的标称供电量的260％的比例。

-电容器组的电容量被设定成，能够以所述电容器的标称电荷，提供被储存的能量，该被储存的能量具有大于或等于以下E_min的值：

E_{\min} : = L \cdot (2 \cdot T + B) \cdot \sqrt{C_{m}} \cdot (0.453 + 0.4425 \cdot C_{b} - 0.2862 \cdot C_{m} - 0.003467 \frac{B}{T} + 0.3696 C_{wp}) \cdot \sqrt{2} \cdot ρ \cdot V^{2} \cdot D

其中

L＝船的水下船体的吃水线长度，单位为米，

B＝船的水下船体的吃水线宽度，单位为米，

T＝船的满载吃水，单位为米，

V＝当船处于最大排水量时可以保持的最大运行速度，单位为米/秒，

ρ＝水的质量密度，单位为吨/m³，

DSPL＝船的满载排水量，单位为m³，

c_b＝填充系数＝DSPL/(L×B×T)，

C_wp＝浮力系数，

A_w＝满载吃水线面积，单位为m²，

C_wp＝A_w/(L×B)，

C_m＝主截面系数＝横向主截面/(B×T)；

横向主截面＝满载时船在吃水线下方的最大横截面，单位为m²，

D＝指定距离，单位为米，

对于船的每个船体，确定单位为焦耳的E_min，且在多船体的船的情况下，被储存的总能量等于为各船体所确定的能量的总和。

-电容器组呈多个模块的形式，每个模块含有超级电容器型的部件，从而每个模块形成大于10F的等效电容。

-电容器组呈多个模块的形式，每个模块含有超级电容器型的部件，从而每个模块具有至少为25V的标称充电电压。

-电容器组呈多个模块的形式，每个模块含有超级电容器型的部件，从而每个模块具有至少为100V的标称充电电压。

-超级电容器所允许的标称循环次数大于或等于100000次。

-电容器组包括用于将多个模块串联连接的装置。

-电容器组包括多个支路、用于将所述支路并行连接的装置，每个支路包括多个模块，所述模块能够串联连接。

-船具有电路装置，电路装置的尺寸被设置成，能够允许在小于或等于10分钟的时间内从零电荷达到电容器组的标称电荷。

-电容器组连接至所述直流总线，该直流总线连接到至少一个直流-交流变流机的第一直流侧，该至少一个直流-交流变流机的交流侧连接至所述至少一个驱动电机以及所述第一船载电网，以对所述至少一个驱动电机和所述第一船载电网提供交流电，该直流总线还连接到至少另一个直流-交流变流机的第一直流侧，该至少另一个直流-交流变流机的第二交流侧连接至用于与外部交流电源相连的输入导线，用于对电容器重新充电。

-或者，电容器组连接到至少第一直流-直流变流机的第一直流侧，该至少第一直流-直流变流机的第二直流侧连接至所述直流总线，该直流总线连接到至少一个直流-交流变流机的第一直流侧，该至少一个直流-交流变流机的交流侧连接至所述至少一个驱动电机和所述第一船载电网，以对所述至少一个驱动电机和所述第一船载电网提供交流电，该直流总线还连接至至少一个直流-直流变流机的第一直流侧，该至少一个直流-直流变流机的第二直流侧连接至用于与外部直流电源连接的输入导线，用于为电容器重新充电。

-或者，电容器组连接至至少第一直流-交流变流机的第一直流侧，该至少第一直流-交流变流机的第二交流侧连接至所述交流总线，电容器组还连接至至少第二直流-交流变流机的第一直流侧，该至少第二直流-交流变流机的第二交流侧连接至用于与外部交流电源相连的输入导线，用于对电容器重新充电，并为船载电网供电，该交流总线直接连接至第一船载电网，该交流总线连接至至少一个交流-交流变流机的第一交流侧，该少一个交流-交流变流机的第二交流侧连接至所述至少一个驱动电机，以对该至少一个驱动电机提供交流电。

-或者，电容器组连接至所述直流总线，该直流总线连接在至少一个直流-直流变流机的第一输入侧，该至少一个直流-直流变流机的第二直流输出侧连接至所述至少一个直流驱动电机，以对该至少一个直流驱动电机提供直流电，该直流总线还连接在至少第一直流-交流变流机的第一直流侧，该至少第一直流-交流变流机的交流侧连接至所述第一船载电网，以对该第一船载电网提供交流电，直流总线还连接在至少另一直流-交流变流机的第一直流侧，该至少另一直流-交流变流机的第二交流侧连接至用于与外部交流电源相连的输入导线，用于对电容器重新充电。

-或者，电容器组连接在至少第一直流-交流变流机的第一直流侧，该至少第一直流-交流变流机的第二交流侧连接至所述交流总线，电容器组还连接在至少第二直流-交流变流机的第一直流侧，该至少第二直流-交流变流机的第二交流侧连接至用于与外部交流源相连的输入导线，用于对电容器重新充电，并为船载电网供电，该交流总线连接至至少一个交流-直流变流机的第一交流侧，该至少一个交流-直流变流机的第二直流侧连接至所述至少一个直流驱动电机，用以对该至少一个直流驱动电机提供直流电。

-或者，电容器组10连接至至少一个直流-直流变流机41的第一直流侧42，该至少一个直流-直流变流机41的第二直流侧43连接至所述直流总线11，该直流总线与至少一个直流-交流变流机13、16、19的第一直流侧12、15、18相连，该至少一个直流-交流变流机13、16、19的交流侧14、17、20连接至所述至少一个驱动电机4与所述第一船载电网5，用以为所述至少一个驱动电机4与所述第一船载电网5提供交流电，直流总线11还连接至至少另一直流-交流变流机23的第一直流侧22，该至少另一直流-交流变流机23的第二交流侧24连接至用于与外部交流电源100、S相连的输入导线25，用于对电容器重新充电。

-或者，电容器组10连接至至少一个直流-直流变流机41的第一直流侧42，该至少一个直流-直流变流机41的第二直流侧43连接至所述直流总线11，该直流总线与至少一个直流-直流变流机1005、1006的第一直流输入侧相连，该至少一个直流-直流变流机1005、1006的第二直流输出侧连接至所述至少一个直流驱动电机1004，用于为该至少一个直流驱动电机提供直流电，直流总线11还连接至至少第一直流-交流变流机13的第一直流侧12，该至少第一直流-交流变流机13的交流侧14连接至所述第一船载电网5，以对该第一船载电网提供交流电，直流总线11还连接至至少另一直流-交流变流机23的第一直流侧22，该至少另一直流-交流变流机23的第二交流侧24连接至用于与外部交流电源100、S相连的输入导线25，用于对电容器重新充电。

-或者，总线11带有直流电，电容器组10通过至少一个直流-直流变流机41连接至所述总线11。

-为了给电容器重新充电，所述船载电连接装置位于船的停靠区域附近，且包括能与互补的导线接触的导线，所述互补的导线被保留在出发点和/或达到点处。

-船的所谓的快速连接器被布置成，使得能够在船靠岸时与所述外部电导线接触，所述外部电导线由位于出发点和/或到达点处的臂或活动受电弓保持。

-固定在出发点附近位置的受电弓在船停靠于出发点和/或到达点时，能与位于支柱上的连接装置(链状物)的所述裸露导线接触，该支柱位于船上的靠近停靠点附近的位置上。

-或者，船的所谓的快速连接器由机械臂和/或活动受电弓保持，且该快速连接器被布置成，使得能够在船靠岸时与位于出发点和/或到达点处的所述外部导线接触。

附图说明

通过阅读下面参考附图的、仅给出作为非限制性示例的说明，可以更好地理解本发明，附图中：

-图1示出根据第一实施方式的、以直流电总线和交流电推进电机为基础的的船的整体电气示意图，

-图2示出根据第二实施方式的、以交流电总线和交流电推进电机为基础的船的整体电气示意图，

-图3示出根据图1的变型的、以直流电总线和直流电推进电机为基础的船的整体电气示意图，

-图4示出根据图2的变型的、以交流电总线和直流电推进电机为基础的船的整体电气示意图，

-图5为根据本发明的船的连接装置的一个实施方式的立体图，

-图6为图5的一部分的放大的立体图，

-图7为图5的变型的立体图，

-图8为图7的一部分的放大的立体图，

-图9示出根据第三实施方式的、以直流电总线和交流电推进电机为基础的船的整体电气示意图，

-图10示出根据第四实施方式的、以直流电总线和交流电推进电机为基础的船的整体电气示意图。

具体实施方式

在附图中，船1包括船体2和水中推进装置3诸如一个或多个螺旋推进器3。

推进装置3由一个或多个电机4推动。

船1还包括船载电网5，船载电网5包括例如照明设备5c、加热设备5d、安全和导航系统、机械控制装置、生活空间以及除了用于推进的一个或多个电机4之外的所有船载电力设备。

按照本发明，船载电网5和一个或多个推进电机4由船载电容器组10以及可能的发电机组提供电力。

电容器组10的电容量被设定成能够提供与在出发点和到达点之间的航程的指定距离上推进船1相对应的标称电容量的5％到100％，该到达点可以不同于或等同于该出发点。

电容器组10的电容量和标称电荷被计算成，使得在向船的一个或多个推进电机4供电方面能够提供5％到100％比例R的持久力，且使得能够提供航程中船载电网5的电力消耗。

通常，5％≤R≤100％。尤其是，R≥25％，或R≥50％。

为了更加安全，100％≤R≤130％或130％≤R≤260％，或100％≤R≤260％，或R≥260％，考虑到100％对应于从出发点至到达点的单程，或从到达点至出发点的回程，30％对应于单程的安全余量，200％对应于往返航程，60％对应于往返航程的安全余量。

特别地，电容器组10包括超级电容器类型的组件，所述组件能够在停靠期间可用的有限时间内十分快速地充电，随后在从出发点和/或到达点贯穿期间缓慢放电。电容器组10例如被分成多个不同的模块，各模块具有不同的外壳。因此，电容器组10包括例如多排超级电容器。

针对用于在固定的指定距离上航行的船，进行参数设定的示例如下：

-对于2300吨、约100米长、需要在2至3海里的指定距离上以约12至13节的速度运送350名乘客、115辆轿车和10辆重型卡车的渡船，在该指定距离上单程需要185kWh的能量；

-考虑到出发点和到达点处的风力、波浪及索具，增加30％的余量，这使得待存储在电容器中的标称能量为240kWh；

-一个或多个电机4的电压为500V到1000V，典型地为690V；

-使用2650个电容器模块形成电容器组10，每个模块具有63F的电容量，这些模块具有2520F的等效电容量；每个模块的标称电压为125V；这些电容器模块在2300吨的渡船中具有150吨重。

-基于电容量为3000F、运行电压为2.7V的BOOSTCAP BCAP3000型超级电容器，超级电容器模块例如是MAXWELL TECHNOLOGIES公司的目录号为BMOD0063-125V的模块，每个超级电容器模块具有63F的标称电容量以及125V的标称工作电压。

-该类型的电容器能够在约5分钟内被充电至其标称充电电压。在出发点和到达点处停靠的时间可被用来装载和卸载乘客和车辆。

-该参数设定考虑了在出发点和到达点之间的航程约为12分钟，以及用于停靠至出发点和到达点的共2至3分钟的操纵时间。

-该示例的电容器组10使得20分钟的完整循环能够完成，这样使得能够在2至3海里的指定距离上航行，并允许电容器重新充电，用于进行新的循环。

当然，船也可以不是用来在指定距离上航行的船。

当然，可以使用电容器组，以仅走完指定距离的一部分，而通过设置在船上的一个或多个柴油机的供电，走完剩余的距离。可以在船上设置用于在电容器组10供电和柴油机供电之间切换的系统。特别地，一种可能是，仅在走完进港的一段距离和/或出港的一段距离时，即仅在靠近港口的区域中，只由电容器组10供电，以避免由柴油机所导致的污染。该区域例如距离港口不到1海里，例如约0.3海里。电容器组10例如被用来对低速移动供电，例如低于指定速度，指定速度可以约为5节，该速度通常符合在港口、进港航道和沿海地带的速度限制。

在图1的实施方式中，电容器组10直接连接至直流电总线11。直流电总线11连接至第一直流-交流DC-AC变流机13的第一直流DC侧12，第一DC-AC变流机的第二交流AC侧14连接至船载电网5。直流电总线11连接至第二直流-交流DC-AC变流机16的第一直流DC侧15，第二DC-AC变流机的第二交流AC侧17连接至电机4，以为该电机4提供交流电，从而驱动第一推进螺旋桨3旋转。在设置另一推进螺旋桨3的情况下，直流电总线11连接至第三直流-交流DC-AC变流机19的第一直流DC侧18，第三DC-AC变流机的第二交流AC侧20连接至另一电机4，以为该另一电机4提供交流电，从而驱动另一推进螺旋桨3旋转。

在船1上，直流电总线11还被电导线21连接至第四直流-交流DC-AC变流机23的第一直流DC侧22，第四DC-AC变流机的第二交流AC侧24连接至载有交流电的第二电导线25。当船位于出发点和/或到达点处时，这些电导线25被连接至交流电源。

为此，包括例如码头的出发点和/或到达点包括岸上电网S，岸上电网S能够在未纳入船内的外部输出导线100上提供交流电。当船停靠在配备有这些输出导线100的出发点和/或到达点处时，将导线25连接至输出导线100，以从位于该出发点和/或到达点处的电源接收交流电。图1示出在所述状态下的船。然后，由输出导线100提供的电流将电容器组10再充电至其标称电荷，并为第一船载电网5和驱动电机4供电。随后，将导线25与输出导线100断开连接，船随后驶离该出发点和/或到达点。

在图2的实施方式中，电容器组10连接至第一直流-交流DC-AC变流机102的第一直流DC侧101，第一DC-AC变流机的第二交流AC侧103连接至交流电总线104。交流电总线104直接连接至船载电网5。交流电总线104连接至第二交流-交流AC-AC变流机106的第一交流AC侧105，第二AC-AC变流机的第二交流AC侧107连接至电机4，以为该电机4提供交流电，从而驱动第一推进螺旋桨3旋转。在设置另一推进螺旋桨3的情况下，交流电总线104连接至第三交流-交流AC-AC变流机109的第一侧108，第三AC-AC变流机的第二交流AC侧110连接至另一电机4，以为该另一电机4提供交流电，从而驱动另一推进螺旋桨3旋转。电容器组10还连接至第二直流-交流DC-AC变流机122的第一直流DC侧121，第二DC-AC变流机的第二交流AC侧123连接至电导线111。当船停靠在出发点和/或到达点期间，电导线111被连接至位于该出发点和/或该到达点处的输出导线100。

图3是图1的变型，其中，一个或多个交流电电机4被一个或多个直流电机1004取代，且其中，变流机16、20被位于直流电总线11与一个或多个直流电机1004之间的一个或多个斩波型直流-直流DC-DC变流机1005、1006取代，以将直流电总线11的直流电压转化成用于操作一个或多个直流电机1004的可变直流电压。

图4是图2的变型，其中，一个或多个交流电电机4被一个或多个直流电机1004取代，且其中，变流机106、109被位于交流电总线104与一个或多个直流电机4之间的一个或多个交流-直流AC-DC变流机1007、1012(例如一个或多个整流器)取代，以向一个或多个电机1004提供可变直流电压。交流-直流AC-DC变流机1007的交流AC侧1008连接至交流电总线104。交流-直流AC-DC变流机1007的直流DC侧1009连接至驱动第一推进螺旋桨3旋转的第一直流电机1004。交流-直流AC-DC变流机1012的交流AC侧1010连接至交流电总线104。交流-直流AC-DC变流机1012的直流DC侧1011连接至驱动第二推进螺旋桨3旋转的第二直流电机1004。

在另一实施方式中，变流机23或122不在船上，而是位于输出导线100的上游。在该实施方式中，导线100直接向直流电总线11供电。

图5示出连接装置25、111和100的实施方式之一。

位于船上的连接导线25、111例如设置在位于船1的船尾和/或船首的支杆或支柱140上、在左舷和/或右舷一侧，例如在图5的船尾2a和船首2b的左舷和右舷两侧上，当靠岸时，支柱140转向出发点PD和/或到达点PA(图5中，未按比例示出地点PA和PD之间的距离)。连接至电源S的输出导线100例如为受电弓型。

位于出发点和/或到达点的连接装置包括装置202，其例如呈接线柱202的形式，支撑至少一个受电弓203。例如，在图5中，设置均支撑受电弓203的两根接线柱202，从而每根接线柱与相连的支柱140的导线25或111接触。当然，可以设置任意数量的支柱140-受电弓203对，该数量至少等于一。

图6是位于船上的支柱140以及由固定在出发点或到达点的接线柱202支承的受电弓203的放大图。受电弓203包括相对于海岸朝向外部的导线204，这些导线204被连接至输出导线100，输出导线本身被连接至岸上交流电源S。受电弓203例如被设置在船要停靠的码头或上船和下船的跳板207上，如图5所示。

船的支柱140支撑用于在靠岸时将导线25、111连接至受电弓203的连接装置。

这些连接装置例如由固定在船前部或后部的支柱140的前方的两根裸露的且分离的导线(链状物)130、131构成，允许受电弓203的导体204在导线130、131上滑动，并补偿归因于船的装载量和水面的运动而产生的船的运动。裸导线130和131在具有指定高度的范围132上延伸，所以受电弓的导线204可以随着船的运动而在所述高度范围132内上升和下降。受电弓通过促使其导线204施加到导线130和131上，使得这些导线204能够随着船的运动而相对于接线柱202水平移动。随着船的运动，受电弓还赋予其导线204相对于接线柱202在高度上的自由角度。

一旦船靠岸，船1的导线130和131便持续地与受电弓203的导线204接触，用于在指定的时间内由电源S对电容器组10重新充电。电源S供给导线25、111的交流电是高压交流电，带有例如约20000V的均方根电压。受电弓能够调节船的前后运动，以及水的运动。接线柱202例如被设置在码头207的侧向延伸部205上。例如，设有两个侧向延伸部205和206，在该两个侧向延伸部之间为码头上用于乘客和/或车辆上船和下船的区域207，该两个延伸部205和206之间的距离大于船在其船尾和/或其船首的宽度，用于使船尾或船首停靠至码头207。

图7和图8示出图6和图7的变型，其中，接线柱202可以相对于出发点PD和/或到达点PA移动。接线柱202设置在浮子200上，浮子200穿过固定至海岸的导引物201。导引物201将接线柱在水平坐标上保持就位，随着浮子200所在的水面W的运动，在高度上有一定的自由度。

在另一实施方式中，上述受电弓可以设置在船上，导线25或111在船上连接至受电弓203的导线204，导线130、131连接至电源S并被设置在出发点和/或到达点处。

在另一实施方式中，连接装置25、111和100还可以为在船上和/或码头上的机器人或者机械臂的形式。

所使用的超级电容或超级电容器或模块具有大于或等于100000，甚至500000或1000000的容许循环次数。在电容器组10中所使用的超级电容具有的优点是大量可用的充电或放电的工作循环次数，在上述提到的尺寸设定的示例中为1百万次。

这提高了船的电源的寿命。因此，在需要每天航行25个来回，即50个航程的渡船的情况下，电容器组的寿命约为30年。

所使用的超级电容或超级电容器或模块与船载电路一起使用，对于该船，船载电路的尺寸被设定成，使得能在小于或等于10分钟，甚至小于或等于5分钟或3分钟的时间内达到标称电荷，从而在停靠至出发点和/或到达点期间可以进行充电。位于出发点和/或达到点的电路尺寸也被设定成允许该充电时间，具有变压器，该变压器的尺寸被设定成，足以达到连接装置。

模块例如串联布置，以能达到所需要的完全充电电压，例如在上述数值示例中为直流960V，其中，8个模块串联布置，每个模块提供120V到125V。例如，至少两个或三个模块串联布置。在电容器组10中，一些支路例如并行布置，其中每个支路中具有至少两个或三个串联模块，例如在上述数值示例中，有320个支路，每个支路具有8个串联模块。

参考附图描述的连接装置能够确保船的快速连接，用于对电容器进行重新充电。在一个实施方式中，船包括至少一个用作辅助和用于紧急情况的使用的柴油机，以及足以护航和处理海上危险灾害的备用燃料。

在出发点和到达点之间的指定航程上正常航行的情况下，超级电容器组10的大小可被设定成，能提供航程所需的全部能源。柴油机可以成为电容器组10、电源总线11或104、以及船载系统5供电的辅助或紧急备用，但柴油机不是唯一的主电源。根据一实施方式，船还配备有可以为电源总线11和船载电网5供电的至少一个发电机组。

与由以矿物燃料为基础的柴油机推进的船相比，该船可以在指定航程上由码头提供的电力作为主电源。这将显著减少船的二氧化碳足迹，并将显著地降低柴油机的燃料成本。

按照本发明，供电装置包括电容器组10，电容器组的电容量被设定成，能够在其标称电荷下，提供船在指定距离上所需能量的至少25％。

当停靠于码头时，为了将电容器重新充电至其标称电荷以向电源总线11或104和船载电网5供电，船本身连接至位于到达点和/或出发点的另一电网上。

在前面，电容器组10可以通过至少一个直流-直流变流机连接至电路的其余部分。

图9的实施方式类似于图1的实施方式，具有相同的构成部件，但在电容器组10和直流总线11之间另外具有一直流-直流变流机41。直流-直流变流机41包括连接至电容器组10的第一直流侧42以及连接至直流总线11的第二直流侧43。直流-直流变流机43提供电容器组10与主直流分配总线11之间的接触，电容器组的电压随其充电程度而变化，而主直流分配总线11具有固定电压。在图1至图4的情况下，电容器组10直接连接至主直流分配总线11，连接至该主分配总线的各变流器必须考虑到在电容器组10充电和放电期间总线11的电压变化而进行调节。

图10的实施方式类似于图3的实施方式，具有相同的构成部件，但在电容器组10和直流总线11之间另外具有一直流-直流变流机41。直流-直流变流机41包括连接至电容器组10的第一直流侧42以及连接至直流总线11的第二直流侧43。

在图2和图4中，电容器组10还可以通过至少一个直流-直流变流机连接至直流-交流变流机102和122。

Claims

1.一种自航船，该船包括：至少一个第一船载电网（5）；至少一个主电源总线（11、104）；推进装置（3）；用于驱动所述推进装置（3）的至少一个驱动电机（4、1004）；以及用于通过所述主电源总线（11、104）为所述第一船载电网（5）和所述至少一个驱动电机（4、1004）供电的供电装置，

其中，所述供电装置包括：

至少一个电容器组（10），所述电容器组具有的电容量被设定成，能够以所述电容器的标称电荷，通过所述主电源总线（11、104），至少临时性地提供所述至少一个第一船载电网（5）的标称供电量以及所述至少一个驱动电机（4、1004）的标称供电量；以及

设置在船上的电连接装置（25、111），用于将所述电容器组（10）连接至位于船的到达点和/或出发点处的另一电网上，从而在停靠在到达点和/或出发点期间，能够将所述电容器重新充电，以达到其标称电荷，并为所述第一船载电网（5）供电。

2.根据权利要求1所述的船，其中，船上的所述连接装置包括导线（130、131），所述导线能够在船停靠于出发点和/或到达点处时，与由位于所述出发点和/或到达点处的机械装置所带有的外部导线（204）相接触，所述机械装置用于弥补高度差、弥补在船与出发点和/或达到点处的码头之间的距离、并在船和码头之间建立电连接。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的船，其中，船上的所述连接装置包括由机械装置带有的导线，所述机械装置被设置成，使得能够弥补船与出发点和/或到达点处的码头之间的高度差，并能够弥补船和码头之间的距离，当船停靠于出发点和/或到达点处时，所述机械装置被设置成，使得能够与设置在码头上的外部导线电连接。

4.根据权利要求1和2中任一项所述的船，其中，所述电容器组（10）为超级电容器类型。

5.根据权利要求1和2中任一项所述的船，其中，所述电容器组（10）包括多个支路和用于将所述支路并行连接的装置，每个支路包括多个模块，所述模块能够串联连接。

6.按照权利要求1和2中任一项所述的船，其中，所述船具有电路装置，该电路装置的尺寸被设置成，能够允许在小于或等于10分钟的时间内电容器组从零电荷达到电容器组（10）的标称电荷。

7.根据权利要求1和2中任一项所述的船，其中，所述电容器组（10）连接在至少一个直流-直流变流机（41）的第一直流侧（42）上，该至少一个直流-直流变流机的第二直流侧（43）连接至所述直流总线（11）上，该直流总线与至少一个直流-交流变流机（13、16、19）的第一直流侧（12、15、18）相连，该至少一个直流-交流变流机的交流侧（14、17、20）连接至所述至少一个驱动电机（4）以及所述第一船载电网（5）上，用于为所述至少一个驱动电机和所述第一船载电网提供交流电，所述直流总线（11）还连接在至少一个另一直流-交流变流机（23）的第一直流侧（22）上，该至少一个另一直流-交流变流机的第二交流侧（24）连接至用于与外部交流电源（100、S）相连的输入导线（25）上，用于对所述电容器重新充电。

8.根据权利要求1和2中任一项所述的船，其中，为了给所述电容器重新充电，船上的所述电连接装置（25、111）位于船的停靠区域附近且包括能与互补的导线（204）相接触的导线（130、131），所述互补的导线（204）被保留在出发点和/或达到点处。