CN102386674B - 一种船用通信舫舱风光互补供电切换系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种船用通信舫舱风光互补供电切换系统及方法，包括风能发电装置、风向调节器、太阳能发电装置、光向调节器、蓄电池、船用电源以及电源切换控制中心。电源切换控制中心接收船舶控制中心和气象部门所传来的关于船舶航行、温度、光照度以及风速等气象信息并对这些信息加以整合，通过温度、光照度以及风速等气象信息预测船用通信舫舱内的所有用电设备在一定时间范围内的用电量之后，根据整合后的信息以及船用通信舫舱在一定时间范围内的用电量自动的切换能源调度方式，在保证船用通信舫舱的正常用电的前提下，最大限度、最大效率的利用清洁能源供电。
Description
技术领域
本发明涉及船用通信舫舱风光互补供电的电源切换技术，更具体地说，是涉及一种船用通信舫舱风光互补供电切换系统及方法。
背景技术
随着船用燃油价格屡创新高，船用作业单位的成本压力不断提高，以及当今世界大气候的反常，人们对污染问题的日益重视，国家及社会对可再生能源应用的提倡，清洁能源是船只供电的发展趋势。海上的风力资源和太阳能资源都非常丰富，风光互补因其具有可再生性、无污染性以及互补性而广受青睐，能够为船只提供源源不断的电力，但其本身因装置的缺陷问题而造成在能源利用率和调度时机上存在不足，使得能源存在较大浪费，同时也影响着船用通信舫舱的正常运行。
发明内容
针对现有技术中存在风光互补装置的能源利用率和调度时机上存在不足，造成能源浪费的问题，本发明的目的是提供一种船用通信舫舱风光互补供电切换系统及方法。
为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种船用通信舫舱风光互补供电切换系统，包括风能发电装置、太阳能发电装置、电源控制器、电源切换控制中心和蓄电池，还包括风向调节器、光向调节器和船用电源，所述风向调节器、光向调节器、风能发电装置以及太阳能发电装置分别通过电源控制器与电源切换控制中心相连接；所述蓄电池与所述电源控制器双向连接；所述风向调节器与所述风能发电装置直接相连接；所述船用电源通过电源控制器与电源切换控制中心相连接；所述光向调节器与所述光能发电装置直接相连接。
所述电源切换控制中心包括船舶航行数据处理装置以及智能控制装置，所述船舶航行数据处理装置接收船舶控制中心的实时信息，并将整合后的信息发送给智能控制装置，分别控制风向调节器和光向调节器。
为达到上述目的，本发明采用的另一个技术方案是：
一种船用通信舫舱风光互补供电的切换系统切换方法，包括如下具体步骤：
A.电源切换控制中心接收船舶航行控制中心和气象部门传来的船舶航行和气象实时信息；
B.根据获得信息中的风速信息、光照度信息以及温度信息计算风速所转化的电能、光照度所转化的电能以及当前环境下船用通信舫舱的用电需求；
C.当船用电源不能满足当前环境下船用通信舫舱的用电需求并且风能或/和太阳能所转化的电能能够满足当前环境下船用通信舫舱的用电需求时，电源切换控制中心通过电源控制器根据获得信息中的位置信息、航向信息、时间信息、相对风向信息，查表计算出对相应的风向调节器或/和光向调节器的调整要求；
D.风向调节器或/和光向调节器根据查表计算结果和调整要求调节风能发电装置或/和太阳能发电装置的朝向。
上所述供电方法还包括充电步骤：电源切换控制中心判断实时的风能以及太阳能提供的电能总和能够满足船用通信舫舱实时电能需求的状态下，将富余的风能以及太阳能依次对蓄电池进行充电。
本发明的船用通信舫舱风光互补供电切换系统及方法与现有技术相比，具有如下特点：
本发明的一种船用通信舫舱风光互补供电切换系统及方法，当风能或/和太阳能所转化的电能不能够满足船用通信舫舱的用电需求时，船用电源不能够满足当前大气环境下并且当前大气环境下船用通信舫舱的用电需求时，电源切换控制中心通过电源控制器根据获得信息中的位置信息、航向信息、时间信息、相对风向信息，计算出对相应的风向调节器或/和光向调节器的调整要求，风向调节器或/和光向调节器根据风向或/光向调节风能发电装置或/和太阳能发电装置的朝向，以提高转换能力；当风能和太阳能处于最佳朝向时，所转化的电能仍不能满足当前船用通信舫舱的用电需求时，电源切换控制中心通过电源控制器接通风能发电装置、太阳能发电装置以及蓄电池。电源切换控制中心接收船舶控制中心和气象部门所传来的关于船舶航行、温度、光照度以及风速等气象信息并对这些信息加以整合，通过温度、光照度以及风速等气象信息预测船用通信舫舱内的所有用电设备在一定时间范围内的用电量之后，根据整合后的信息以及船用通信舫舱在一定时间范围内的用电量自动的切换能源调度方式，在保证船用通信舫舱的正常用电的前提下，最大限度、最大效率的利用清洁能源供电。
作为进一步的改进方案，电源切换控制中心包括航行数据处理装置、气象数据处理装置以及智能控制装置。航行数据处理装置接收处理船舶控制中心传来的位置信息、航向信息、时间信息、相对风向信息，计算出对相应的风向调节器或/和光向调节器的调整要求，通过风向调节器或/和光向调节器调节风能发电装置或/和太阳能发电装置的朝向。气象数据处理装置用以接收气象部门传来的关于温度、风速等各方面信息，并对其加以整合提供给智能控制装置，智能控制装置接收到气象数据处理装置传来的信息后，通过各项判定，自动的进行不同电源之间的切换以及电流的调度工作，这样不仅可以实时的维持船用通信舫舱的正常供电，还可以使各种能源的利用率最合理，保证船用通信舫舱设备稳定的正常运行。
附图说明
图1是本发明的一种船用通信舫舱风光互补供电切换系统示意图；
图2是图1中电源切换控制中心的原理示意图；
图3是本发明的一种船用通信舫舱风光互补供电切换方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
图1所示的一种船用通信舫舱风光互补供电切换系统包括风能发电装置11、风向调节器12、太阳能发电装置13、光向调节器器14、蓄电池15、船用电源18以及电源切换控制中心16，风能发电装置11起着风电转换向船用通信舫舱供电的作用，风向调节器12起着调节风能发电装置转向的作用，太阳能发电装置13起着光电转换向船用通信舫舱供电的作用，光向调节器14起着调节太阳能发电装置转向的作用，蓄电池15起着在需要时直接向船用通信舫舱供电蓄电池15在初始条件下为满电状态，在电能不充足时可以接受风能发电装置11或/和太阳能发电装置13或/和船用电源18提供的充电。风能发电装置11与风向调节器12相连接，太阳能发电装置13与光向调节器14相连接，风向调节器12、光向调节器14、蓄电池15以及船用电源18分别通过电源控制器17与电源切换控制中心16相连接。风能发电装置11以及太阳能发电装置13分别通过电源控制器17与蓄电池15相连接。当蓄电池15本身电能不足时，蓄电池15接收富余的风能以及光能。电源控制器17的作用则是接收电源切换控制中心16的指令，实时的控制电源开关的开与关。交直流转换设备19与电源切换控制中心16的输出端相连接。交直流转换设备19起着将直流电转换成交流电或者将交流电转换成直流电的作用。电源切换控制中心16的作用是接收各类信息并对这些信息加以整合，根据整合后的信息自动的切换能源调度方式，从而最大限度、最大效率的利用能源向船用通信舫舱供电。
图2所示的电源切换控制中心16包括气象数据处理装置161、船舶数据处理装置162以及智能控制装置163，气象数据处理装置161接收气象部门传来的实时气象信息，船舶数据处理装置162接收船舶控制中心传来的位置信息、航向信息、时间信息、相对风向信息等实时航行信息，并将整合后的信息发送给智能控制装置163，智能控制装置163分别通过电源控制器17与风向调节器12、光向调节器14以及蓄电池15相连接。智能控制装置163接收气象数据处理装置161或/和船舶数据处理装置162传来的信息，加以整合后，通过各项判定，自动的进行电源的切换和电流的调度工作。
图3所示的一种船用通信舫舱风光互补供电切换系统的切换方法，具体步骤为：
20.电源切换控制中心接收船舶航行控制中心和气象部门传来的船舶航行和气象实时信息；
21.根据获得信息中的风速信息、光照度信息以及温度信息计算风速所转化的电能、光照度所转化的电能以及当前环境下船用通信舫舱的用电需求；
22.当船用电源不能满足当前环境下船用通信舫舱的用电需求并且风能或/和太阳能所转化的电能能够满足当前环境下船用通信舫舱的用电需求时，电源切换控制中心通过电源控制器根据获得信息中的位置信息、航向信息、时间信息、相对风向信息，计算出对相应的风向调节器或/和光向调节器的调整要求；
23.风向调节器或/和光向调节器根据调整要求调节风能发电装置或/和太阳能发电装置的朝向。
24.电源切换控制中心判断实时的风能以及太阳能提供的电能总和能够满足船用通信舫舱实时电能需求的状态下，将富余的风能以及太阳能依次对蓄电池进行充电。
所述步骤20以及步骤22中的电源切换控制中心采用数据处理装置接收的实时信息；
所述电源切换控制中心采用智能控制装置接收经过气象数据处理装置整合的气象信息并根据整合后的气象信息计算风速所转化的电能、光照度所转化的电能以及当前大气环境下船用通信舫舱的用电需求。
所述供电方法还包括充电步骤：电源切换控制中心判断实时的风能以及太阳能提供的电能总和能够满足船用通信舫舱实时电能需求的状态下，将富余的风能以及太阳能对蓄电池进行充电；
所述供电方法还包括报警步骤，当蓄电池的电量低于预设值时报警装置发出报警信号。
Claims (3)
1.一种船用通信舫舱风光互补供电切换系统，包括风能发电装置、太阳能发电装置、电源控制器、电源切换控制中心和蓄电池，其特征在于：还包括风向调节器、光向调节器和船用电源，所述风向调节器、光向调节器、风能发电装置以及太阳能发电装置分别通过电源控制器与电源切换控制中心相连接；所述蓄电池与所述电源控制器双向连接；所述风向调节器与所述风能发电装置直接相连接；所述船用电源通过电源控制器与所述电源切换控制中心相连接；所述光向调节器与所述太阳能发电装置直接相连接；所述电源切换控制中心还包括航行数据处理装置、气象数据处理装置以及智能控制装置，航行数据处理装置接收处理船舶控制中心传来的位置信息、航向信息、时间信息、相对风向信息，计算出对相应的风向调节器或/和光向调节器的调整要求，通过风向调节器或/和光向调节器调节风能发电装置或/和太阳能发电装置的朝向；气象数据处理装置用以接收气象部门传来的温度、风速信息，并对其加以整合提供给智能控制装置，智能控制装置接收到气象数据处理装置传来的信息后，通过各项判定，自动的进行不同电源之间的切换以及电流的调度工作。
2.一种如权利要求1所述的船用通信舫舱风光互补供电切换系统的切换方法，其特征在于：包括如下步骤：
A.电源切换控制中心接收船舶航行控制中心和气象部门传来的船舶航行和气象实时信息；
B.根据获得信息中的风速信息、光照度信息以及温度信息计算风速所转化的电能、光照度所转化的电能以及当前环境下船用通信舫舱的用电需求；
C.当船用电源不能满足当前环境下船用通信舫舱的用电需求并且风能或/和太阳能所转化的电能能够满足当前环境下船用通信舫舱的用电需求时，电源切换控制中心通过电源控制器根据获得信息中的位置信息、航向信息、时间信息、相对风向信息，查表计算出对相应的风向调节器或/和光向调节器的调整要求；
D.风向调节器或/和光向调节器根据查表计算结果和调整要求调节风能发电装置或/和太阳能发电装置的朝向。
3.根据权利要求2所述的切换方法，其特征在于：所述切换方法还包括充电步骤：电源切换控制中心判断实时的风能以及太阳能提供的电能总和能够满足船用通信舫舱实时电能需求的状态下，将富余的风能以及太阳能依次对蓄电池进行充电。
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