CN201553294U - 太阳能风帆船的电力持续驱动装置 - Google Patents
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Abstract
太阳能风帆船的电力持续驱动装置，属于船舶动力装置领域。本实用新型在太阳能风帆和太阳能帆板上均安装太阳能电池板，可在不同的环境条件下选择由风能单独驱动船舶；由太阳能单独驱动船舶；由太阳能和风力共同驱动；或是利用超级电容组储存的电能驱动，使船舶总是可以持续地正常航行。本实用新型彻底克服了常规能源在船舶运行中的环境污染和昂贵的能源费用，为绿色海洋建设和绿色船舶建设奠定了坚实的基础，具有巨大的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电力驱动装置，特别是一种太阳能风帆船的电力持续驱动装置，属于船舶动力装置领域。
背景技术
全球经济持续发展，世界物资运输需要的船舶数量日益增多，船舶排放的废弃物对环境的污染日趋严重。环保型动力装置在保证燃料经济性的同时，也注重环境的影响。太阳能与风力推进可以抵抗世界石油危机的影响，也符合环境要求的潮流。无论是太阳能还是风能的产生，都是不连续的，因此仅仅依赖它们作为船舶动力而不设置任何储能设备，船舶是无法正常航行。利用储能设备可以把太阳能储存起来，在太阳能和风能无法产生时，为船舶提供动力，使船舶可以在无风的夜间继续航行。
已有技术中，申请号为CN200610157596.1的″一种太阳能船″发明专利，是将太阳能电池发出的电能，借助气体压缩机以压缩空气的方式存储能量，储存的能源容量有限。申请号为CN200810029639.7的″一种以风能和太阳能为主要动力源的交通运输船″发明专利，是借助蓄电池解决电能储存，同样具有容量小、电池寿命短和充电时间长的弊病，达不到连续航行的动力要求。
发明内容
为了克服已有技术的不足和缺陷，本实用新型提供一种太阳能风帆船的电力持续驱动装置。该装置在太阳能风帆和太阳能帆板上均安装太阳能电池板，可在不同的环境条件下选择由风能单独驱动船舶；由太阳能单独驱动船舶；由太阳能和风力共同驱动；或是利用超级电容组储存的电能驱动，使船舶总是可以持续地正常航行。完全克服了船舶在无风、无日照的天气下不能航行的弊病。同时，该实用新型安装的超级电容组，为船舶提供了一种容量巨大的电能存储装置，使船舶可以完全不再消耗燃油或消耗燃气等常规能源，即可长期远程航行在远洋的航线上，为节能和环保两种目标做出贡献。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下。本实用新型包括：太阳能风帆，太阳能帆板，电流分配器，充放电控制器，超级电容组，电磁接触器，逆变器，变压器，交流电动机，推进器。其中，太阳能风帆安装在船舶甲板上，其表面安装太阳能电池板，太阳能帆板安装在船舶左右舷外的空间，其表面也安装太阳能电池板，太阳能风帆上的太阳能电池板与太阳能帆板上的太阳能电池板连接后与电流分配器的输入端连接，电流分配器的输出端分别与充放电控制器的输入端和逆变器的输入端连接。充放电控制器的输出端与超级电容组的输入端相连接，超级电容组的输出端通过电磁接触器也与逆变器的输入端连接。电磁接触器的控制端与电流分配器的控制端相连，并由电流分配器控制电磁接触器的动作。逆变器的输出端通过变压器与交流电动机的输入端口电连接。交流电动机输出端与推进器轴连接。
超级电容组由29个超级电容箱组成，每个超级电容箱内安装14个超级电容，每个超级电容容量为80000法拉。超级电容箱由深圳富威康超级电容科技有限公司生产，型号为14UCE1580000，电压范围为DC 320-620V，最大放电电流为400A，恒流充电电流250A，绝缘耐压AC2200V。具体应用时，可根据实际情况由若干个超级电容组并联使用。
太阳能风帆安装的太阳能电池板在阳光的照射下，可以持续发电、输出电流。太阳能帆板由于安装在船舶左右舷外的空间，其面积大小，不受船舶本身尺寸大小的限制，它可以制成面积很大的结构，以便安装尽可能多的太阳能电池板，组成强大的太阳能电池板发电阵列，提供浩大的电量。当太阳能充足时，太阳能电池板发出的多余的直流电通过充放电控制器调制到适当的电流和电压水平，输送到超级电容组的输入端，向超级电容组充电。超级电容组存储的电能，可以准备在任何时刻使用，以驱动船舶。用于驱动推进器的电能通过逆变器转变为交流电，经由变压器引入交流电动机的输入端。当太阳能电池板达不到足够的电流输出、风力又不足以驱动船舶时，电流分配器控制电磁接触器联通，使超级电容组向逆变器的输入端放电。电流经逆变器的输出端流出后，经变压器引入交流电动机的输入端口。在交流电动机的驱动下，推进器按要求运转，驱动船舶前进本实用新型可在不同的环境条件下选择由风能单独驱动船舶；由太阳能单独驱动船舶；由太阳能和风力共同驱动；或是利用超级电容组储存的电能驱动，使船舶总是可以持续地正常航行。
本实用新型的有益效果：本实用新型可以使船舶完全不依靠常规能源，全部利用大自然提供的绿色能源——太阳能和风能进行持续的航行，避免了常规能源的消耗，完全克服了发动机排放物对环境的污染。同时，也免除了生产和销毁铅酸蓄电池的二次污染。迄今为止，还没有一种远洋船舶是完全脱离常规能源驱动的。本实用新型为绿色海洋建设和绿色船舶建设奠定了坚实的基础，具有巨大的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中，1是太阳能风帆，2是太阳能帆板，3是电流分配器，4是充放电控制器，5是超级电容组，6是电磁接触器，7是逆变器，8是变压器，9是交流电动机，10推进器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施作进一步描述。
如图1所示，本实用新型包括：太阳能风帆1，太阳能帆板2，电流分配器3，充放电控制器4，超级电容组5，电磁接触器6，逆变器7，变压器8，交流电动机9，推进器10。其中，太阳能风帆1安装在船舶甲板上，其表面安装太阳能电池板，太阳能帆板2安装在船舶左右舷外的空间，其表面也安装太阳能电池板，太阳能风帆1上的太阳能电池板与太阳能帆板2上的太阳能电池板连接后与电流分配器3的输入端连接，电流分配器3的输出端分别与充放电控制器4的输入端和逆变器7的输入端连接。充放电控制器4的输出端与超级电容组5的输入端相连接，超级电容组5的输出端通过电磁接触器6也与逆变器7的输入端连接。电磁接触器6的控制端与电流分配器3的控制端相连，并由电流分配器3控制电磁接触器6的动作。逆变器7的输出端通过变压器8与交流电动机9的输入端口电连接。交流电动机9输出端与推进器10轴连接。
超级电容组5由29个超级电容箱组成，每个超级电容箱内安装14个超级电容，每个超级电容容量为80000法拉。超级电容箱由深圳富威康超级电容科技有限公司生产，型号为14UCE1580000，电压范围为DC 320-620V，最大放电电流为400A，恒流充电电流250A，绝缘耐压AC2200V。具体应用时，可根据实际情况由若干个超级电容组5并联使用。
太阳能风帆1安装的太阳能电池板在阳光的照射下，可以持续发电、输出电流。太阳能帆板2由于安装在船舶左右舷外的空间，其面积大小，不受船舶本身尺寸大小的限制，它可以制成面积很大的结构，以便安装尽可能多的太阳能电池板，组成强大的太阳能电池板发电阵列，提供浩大的电量。当太阳能充足时，太阳能电池板发出的多余的直流电通过充放电控制器4调制到适当的电流和电压水平，输送到超级电容组5的输入端，向超级电容组5充电。超级电容组5存储的电能，可以准备在任何时刻使用，以驱动船舶。用于驱动推进器10的电能通过逆变器7转变为交流电，经由变压器8引入交流电动机9的输入端。当太阳能电池板达不到足够的电流输出、风力又不足以驱动船舶时，电流分配器3控制电磁接触器6联通，使超级电容组5向逆变器7的输入端放电。电流经逆变器7的输出端流出后，经变压器8引入交流电动机9的输入端口。在交流电动机9的驱动下，推进器10按要求运转，驱动船舶前进。本实用新型可在不同的环境条件下选择由风能单独驱动船舶；由太阳能单独驱动船舶；由太阳能和风力共同驱动；或是利用超级电容组储存的电能驱动，使船舶总是可以持续地正常航行。
Claims (3)
1.一种太阳能风帆船的电力持续驱动装置，包括：太阳能风帆(1)，太阳能帆板(2)，电流分配器(3)，充放电控制器(4)，超级电容组(5)，电磁接触器(6)，逆变器(7)，变压器(8)，交流电动机(9)，推进器(10)；其特征在于，太阳能风帆(1)安装在船舶甲板上，其表面安装太阳能电池板，太阳能帆板(2)安装在船舶左右舷外的空间，其表面也安装太阳能电池板，太阳能风帆(1)上的太阳能电池板与太阳能帆板(2)上的太阳能电池板连接后与电流分配器(3)的输入端连接，电流分配器(3)的输出端分别与充放电控制器(4)的输入端和逆变器(7)的输入端连接；充放电控制器(4)的输出端与超级电容组(5)的输入端相连接，超级电容组(5)的输出端通过电磁接触器(6)也与逆变器(7)的输入端连接；电磁接触器(6)的控制端与电流分配器(3)的控制端相连，逆变器(7)的输出端通过变压器(8)与交流电动机(9)的输入端口电连接，交流电动机(9)输出端与推进器(10)轴连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能风帆船的电力持续驱动装置，其特征是所述的超级电容组(5)由29个超级电容箱组成，每个超级电容箱内安装14个超级电容，每个超级电容容量为80000法拉。
3.根据权利要求2所述的太阳能风帆船的电力持续驱动装置，其特征是所述的超级电容箱是型号为14UCE1580000，电压范围为DC 320-620V，最大放电电流为400A，恒流充电电流250A，绝缘耐压AC2200V。
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