CN107632621A - 带太阳能自动跟踪的船体及船舶 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种带太阳能自动跟踪的船体及船舶，其中，所述带太阳能自动跟踪的船体包括以船体的长度方向为纵向的船体，通过伸缩装置安装于船体的太阳能电池板，设置于船体的转向装置，所述伸缩装置的伸缩以调节太阳能电池板在纵向上的纵倾角，所述转向装置用以使船体产生方位角度调整，以调节太阳能电池板在横向上的方位角。本发明提供的技术方案中，通过太阳能电池板的纵倾角和方位角，从而使太阳能电池板获得最佳的太阳辐射角度，进而提高太阳能电池板的光电转化效率，以提高太阳能电池板的输出功率，进而提高船舶太阳能电池板的经济效益。

Description

带太阳能自动跟踪的船体及船舶

技术领域

本发明涉及太阳能应用技术领域，特别涉及一种带太阳能自动跟踪的船体及船舶。

背景技术

目前太阳能作为一种新型清洁能源在各行各业运用较普遍，船舶在辽阔的水域作业、运行，光照条件好，利用太阳能为船舶电池充电是一种较好的选择，但是现有的太阳能船舶，其太阳能电池板都是固定安装，阳光无法实时以最佳辐射角度照射太阳能电池板，导致太阳能不能得到充分利用。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种带太阳能自动跟踪的船体及船舶，旨在解决阳光无法实时以最佳辐射角度照射太阳能电池板，导致太阳能不能得到充分利用的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种带太阳能自动跟踪的船体，包括：

船体，以所述船体的长度方向为纵向；

太阳能电池板，通过伸缩装置安装于所述船体，所述伸缩装置的伸缩以调节所述太阳能电池板在纵向上的纵倾角；

转向装置，设置于所述船体，用以使船体产生方位角度调整，以调节所述太阳能电池板在横向上的方位角；

横向辐射方位传感器和纵向辐射方位传感器，安装于所述太阳能电池板，用以对应监测太阳光在所述太阳能板上的横向辐射角度和纵向辐射角度；以及，

控制器，电性连接于所述伸缩装置、所述转向装置、所述横向辐射方位传感器和所述纵向辐射方位传感器，通过所述横向辐射方位传感器和所述纵向辐射方位传感器，以对应控制所述转向装置和所述伸缩装置。

优选地，所述船体设置为两个，所述两个船体沿纵向延伸，且在横向上间隔设置；

所述转向装置包括分设于所述两个船体的两个驱动装置，所述控制器与所述两个驱动装置电性连接，以控制所述两个驱动装置差速运转，以调节所述太阳能电池板在横向上的方位角。

优选地，所述横向辐射方位传感器纵向安装于所述太阳能电池板的上表面，所述纵向辐射方位传感器横向安装于所述太阳能电池板的上表面。

优选地，所述伸缩装置包括设置在所述太阳能电池板的纵向上两端的至少两个伸缩杆。

优选地，所述伸缩装置包括设置在所述太阳能电池板的四个角上的四个伸缩杆。

优选地，所述太阳能电池板设置有多个，所述多个太阳能电池板包括沿纵向排布设置的第一置板、第二置板、以及位于所述第一置板和所述第二置板之间的中间板。

优选地，所述控制器控制所述伸缩装置伸缩，使得所述太阳能板具有低阻状态，在低阻状态时，所述第一置板和所述第二置板靠近所述中间板的一端与所述中间板齐平，且所述第一置板和所述第二置板远离所述中间板的一端低于所述中间板。

优选地，所述纵倾角为a，0≤a≤60°。

优选地，所述方位角为β，0≤β≤90°。

本发明还提供一种船舶，包括带太阳能自动跟踪的船体，所述带太阳能自动跟踪的船体包括：

船体，以所述船体的长度方向为纵向；

太阳能电池板，通过伸缩装置安装于所述船体，所述伸缩装置的伸缩以调节所述太阳能电池板在纵向上的纵倾角；

转向装置，设置于所述船体，用以使船体产生方位角度调整，以调节所述太阳能电池板在横向上的方位角；

横向辐射方位传感器和纵向辐射方位传感器，安装于所述太阳能电池板，用以对应监测太阳光在所述太阳能板上的横向辐射角度和纵向辐射角度；以及，

控制器，电性连接于所述伸缩装置、所述转向装置、所述横向辐射方位传感器和所述纵向辐射方位传感器，通过所述横向辐射方位传感器和所述纵向辐射方位传感器，以对应控制所述转向装置和所述伸缩装置。

本发明提供的技术方案中，通过设置与太阳能电池板固定连接的伸缩机构，感应太阳辐射角度的纵向传感器和横向传感器，以及控制器，所述伸缩机构包括固定端和伸缩端，所述控制器根据所述纵向传感器和横向传感器的检测数据，控制调节所述伸缩端的伸缩量以使所述太阳能电池板获得最佳的太阳辐射角度，让太阳能电池板始终朝向太阳，从而提高太阳能电池板的光电转化效率，以提高太阳能电池板的输出功率，进而提高船舶太阳能电池板的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的带太阳能自动跟踪的船体的一实施例的调节状态示意图；

图2为图1中太阳能电池板处于低阻状态的示意图；

图3为图1中太阳能电池板处于水平状态的示意图；

图4为图1中纵倾角的示意图；

图5为图1中方位角的示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种船舶，所述船舶多个带太阳能自动跟踪的船体，图1至图5为本发明提供的带太阳能自动跟踪的船体的一实施例。

请参阅图1，所述带太阳能自动跟踪的船体1100包括船体1、太阳能电池板2、转向装置4、横向辐射方位传感器6和纵向辐射方位传感器5、以及控制器7，所述船体1的长度方向为纵向；所述太阳能电池板2，通过伸缩装置3安装于所述船体1，所述伸缩装置3的伸缩以调节所述太阳能电池板2在纵向上的纵倾角；所述转向装置4设置于所述船体1，用以使船体1产生方位角度调整，以调节所述太阳能电池板2在横向上的方位角；所述横向辐射方位传感器5和纵向辐射方位传感器6，安装于所述太阳能电池板2，用以对应监测太阳光在所述太阳能板上的横向辐射角度和纵向辐射角度；所述控制器7，电性连接于所述伸缩装置3、所述转向装置4、所述横向辐射方位传感器5和所述纵向辐射方位传感器6，通过所述横向辐射方位传感器5和所述纵向辐射方位传感器6，以对应控制所述转向装置4和所述伸缩装置3。

本发明提供的技术方案中，通过设置将太阳能电池板2安装于所述船体1的伸缩装置3、以及设置于船体1的转向装置4，所述伸缩装置3的伸缩以调节所述太阳能电池板2在纵向上的纵倾角，所述转向装置4用以使船体1产生方位角度调整，以调节所述太阳能电池板2在横向上的方位角，且设置有安装于所述太阳能电池板2的横向辐射方位传感器6和纵向辐射方位传感器5，用以对应监测太阳光在所述太阳能板上的横向辐射角度和纵向辐射角度，从而使所述太阳能电池板2始终朝向太阳以获得最佳的太阳辐射角度，进而提高太阳能电池板2的光电转化效率，以提高太阳能电池板2的输出功率，进而提高船舶太阳能电池板2的经济效益。

所述船体1可以设置为一个，也可以设置为多个，具体地，在本实施例中，请参阅图1，所述船体1设置为两个，所述两个船体1沿纵向延伸，且在横向上间隔设置；所述转向装置包括分设于所述两个船体1的两个驱动装置4，所述控制器7与所述两个驱动装置4电性连接，以控制所述两个驱动装置4差速运转，以调节所述太阳能电池板在横向上的方位角。在本实施例中，所述两个驱动装置4包括两个螺旋浆41、以及对应与所述两个螺旋桨驱动连接的两个电机42，所述控制器7控制所述两个电机转动以带动所述两个螺旋桨旋转，所述两个螺旋桨可正旋转以驱动船舶前进，也可反旋转以驱动船舶后退，还可驱动所述两个螺旋桨进行差速旋转，以使船体1产生转向运动来调节所述太阳能电池板2的方位角，进而使所述太阳能电池板2获得最佳的太阳辐射角度。

所述纵向传感器和所述横向传感器为太阳光传感器，可识别水平、垂直各360度以识别太阳所在的位置，阴天，多云天，半阴天，晴天及晚上白天，均可跟踪方位识别。为了能更准确地感应太阳辐射角度，所述纵向传感器和所述横向传感器有相应的安装要求，具体地，在本实施例中，请参阅图1至图3，所述横向辐射方位传感器5纵向安装于所述太阳能电池板2的上表面，所述纵向辐射方位传感器6横向安装于所述太阳能电池板2的上表面。该设置能准确跟踪太阳的方位，以便于所述太阳能电池板2的调节，以使所述太阳能电池板2总能正对太阳。

所述伸缩装置3可以为液压伸缩装置、气压伸缩装置或电动推杆。具体地，在本实施例中，请参阅图1，所述伸缩装置3包括设置在所述太阳能电池板2的纵向上两端的至少两个伸缩杆31。伸缩杆31的设置结构简单，体积小且精度高，可根据实际需要采用顺序伸缩，独立伸缩，同步伸缩和组合伸缩等多种伸缩方式，调节非常方便。

进一步，更具体地，请参阅图1，所述伸缩装置3包括设置在所述太阳能电池板2的四个角上的四个伸缩杆31。所述多个伸缩杆31设置于所述太阳能电池板2的四角，使所述伸缩杆31不仅可以调节所述太阳能电池板2的纵倾角，还可以调节所述太阳能电池板2的方位角，调节更加灵活，可根据太阳辐射角度选择性调节所述纵倾角和方位角。

为了使所述太阳能电池板2具有多种调节状态，所述太阳能电池板2的具体结构可以有多种设置，可以呈单个板设置，也可以呈多个板设置，具体地，在本实施例中，请参阅图2，所述太阳能电池板2包括沿纵向排布设置的第一置板21、第二置板22、以及位于所述第一置板21和所述第二置板22之间的中间板23。该设置提高了所述太阳能电池板2的调节灵活性，以使所述太阳能电池板2可以处于充电状态或低阻状态等多种状态，以适应船舶实际航行中不同的航行需求。

当太阳以某一辐射角度投射至所述太阳能电池板2时，所述控制器7接收到所述纵向传感器和横向传感器的感应数据，控制调节所述多个伸缩杆31自动升降相应的伸缩量，以调节所述太阳能电池板2的纵倾角，请参阅图1，所述第一置板21、所述第二置板22以及所述中间板23与水平面呈同一纵倾角设置，以使所述太阳能电池板21获得最佳的太阳辐射角度。

当太阳以强光垂直辐射所述太阳能电池板2时，请参阅图3，所述第一置板21、所述第二置板22以及所述中间板23均呈水平设置即获得最佳的太阳辐射角度，进而充分吸收利用太阳能进行充电。

当船舶蓄电池已充满或者太阳光比较弱时，所述太阳能电池板2可以调节为低阻状态，更具体地，在本实施例中，请参阅图3，所述控制器7控制所述伸缩装置3伸缩，使得所述太阳能电池板2具有低阻状态，在低阻状态时，所述第一置板21和所述第二置板22靠近所述中间板23的一端与所述中间板23齐平，且所述第一置板21和所述第二置板22远离所述中间板23的一端低于所述中间板23。该低阻状态的设置使所述太阳能电池板2的迎风阻力最小，从而减小了船体1的航行阻力，有利于船体1的航行，进而降低船舶能耗，节约能源。

为了最大限度地提高所述太阳能电池板2对太阳能的利用率，所述纵倾角的可调节范围有相应的设置，每一所述伸缩杆31的伸缩高度为h，且具有最小伸缩高度h1和最大伸缩高度h2，h1≤h≤h2，每一所述伸缩杆31的最大伸缩量为Δh，Δh＝h2－h1，当纵向相邻两伸缩杆31的伸缩量之差为Δh时，所述纵倾角a达到最大调节角度，具体地，在本实施例中，请参阅图4，所述纵倾角为a，0≤a≤60°。该设置考虑到太阳光早上和傍晚的光照强度较弱，太阳能的可利用度较低，故设置所述纵倾角的调节上限为60°，超过60°则增加设备系统的制作成本，且增加能源动力消耗，而太阳能的可利用度又较低，从节约成本和能源方面考虑，不宜采用。

所述方位角为所述船体1转向前后在水平面的夹角，即所述船体1的转向角度，具体地，在本实施例中，请参阅图5，所述方位角为β，0≤β≤90°。所述方位角的调节可以是朝所述船体1的两侧，在此不做限制，只要是能获得最佳的太阳辐射角度均可。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种带太阳能自动跟踪的船体，其特征在于，包括：

船体，以所述船体的长度方向为纵向；

太阳能电池板，通过伸缩装置安装于所述船体，所述伸缩装置的伸缩以调节所述太阳能电池板在纵向上的纵倾角；

转向装置，设置于所述船体，用以使船体产生方位角度调整，以调节所述太阳能电池板在横向上的方位角；

横向辐射方位传感器和纵向辐射方位传感器，安装于所述太阳能电池板，用以对应监测太阳光在所述太阳能板上的横向辐射角度和纵向辐射角度；以及，

控制器，电性连接于所述伸缩装置、所述转向装置、所述横向辐射方位传感器和所述纵向辐射方位传感器，通过所述横向辐射方位传感器和所述纵向辐射方位传感器，以对应控制所述转向装置和所述伸缩装置。

2.如权利要求1所述的带太阳能自动跟踪的船体，其特征在于，所述船体设置为两个，所述两个船体沿纵向延伸，且在横向上间隔设置；

所述转向装置包括分设于所述两个船体的两个驱动装置，所述控制器与所述两个驱动装置电性连接，以控制所述两个驱动装置差速运转，以调节所述太阳能电池板在横向上的方位角。

3.如权利要求1所述的带太阳能自动跟踪的船体，其特征在于，所述横向辐射方位传感器纵向安装于所述太阳能电池板的上表面，所述纵向辐射方位传感器横向安装于所述太阳能电池板的上表面。

4.如权利要求1所述的带太阳能自动跟踪的船体，其特征在于，所述伸缩装置包括设置在所述太阳能电池板的纵向上两端的至少两个伸缩杆。

5.如权利要求4所述的带太阳能自动跟踪的船体，其特征在于，所述伸缩装置包括设置在所述太阳能电池板的四个角上的四个伸缩杆。

6.如权利要求1所述的带太阳能自动跟踪的船体，其特征在于，所述太阳能电池板设置有多个，所述多个太阳能电池板包括沿纵向排布设置的第一置板、第二置板、以及位于所述第一置板和所述第二置板之间的中间板。

7.如权利要求6所述的带太阳能自动跟踪的船体，其特征在于，所述控制器控制所述伸缩装置伸缩，使得所述太阳能板具有低阻状态，在低阻状态时，所述第一置板和所述第二置板靠近所述中间板的一端与所述中间板齐平，且所述第一置板和所述第二置板远离所述中间板的一端低于所述中间板。

8.如权利要求1所述的带太阳能自动跟踪的船体，其特征在于，所述纵倾角为a，0≤a≤60°。

9.如权利要求1所述的带太阳能自动跟踪的船体，其特征在于，所述方位角为β，0≤β≤90°。

10.一种船舶，其特征在于，包括多个如权利要求1至9任意一项所述的带太阳能自动跟踪的船体。