TWI673205B - 混合型能源收集及儲能、輸能之水上行動載具及其作業方法 - Google Patents

Abstract

一種混合型能源收集及儲能、輸能之水上行動載具及其作業方法，包括一水上行動載具；行動載具設置有數種能源收集模組、聯接能源收集模組的儲能模組。行動載具界定有複數個裝載區，可裝卸的設置或收容儲能模組；並且，配合電力控制分配模組，使能源收集模組產生的電能輸入儲能模組。以及，提供配送、貯置、聯接和回裝作業，將儲能模組從裝載區配送到電力集散場，聯接變電站和回裝儲能模組到裝載區等程序；改善習知能源裝置佔用空間大、無法提供穩定、連續性的效能、保養維修不易，不利於應用和經濟效益低等情形。

Description

混合型能源收集及儲能、輸能之水上行動載具及其作業方法

本發明係有關於一種混合型能源收集及儲能、輸能之水上行動載具及其作業方法；特別是指一種應用水上行動船舶或類似載具，設置能源收集模組、儲能模組等設備，收集太陽光能、風力、水力動能，轉換為電能儲存於儲能模組，配合運送配置作業，提供民生及/或工業使用之技術。

應用太陽能模組、風力發電裝置、水力…等類似系統，收集、儲存綠色能源或電力，提供民生及/或工業使用的技術，已屬習知技藝。例如，台灣第106211402號「太陽能發電系統」、第106201800號「風力及太陽能電源儲能系統」及第98138634號「複合式水載平台發電系統」專利案等，係提供了典型的實施例。

就像那些熟習此技術的人所知悉，習知綠色能源系統必須占用大量土地或海域面積、環評、風車的低頻噪音及/或受限地形、天候、發電設施之錨錠、電纜傳輸之布置和阻抗/電力耗損等因素，而影響了它們的能源效能。

習知技藝也已揭示一種應用行駛車輛收集太陽能和風力的手段概念；例如，台灣第94120254號「位移發電裝置」、第96222544號「應用於快速移動物體之發電系統」專利案等，係提供了具體的實施例。

所述實施例在結構和應用方面的課題是，它們收集的能源經常只能輔助提供車輛本身的電力使用，並無法供給大量電力；因此在應用方面的經濟效益變得比較低，而這種情形並不是我們所期望的。

代表性的來說，這些參考資料顯示了有關習知能源發電系統在結構和應用方面的設計技藝；它們也反映出這些能源系統或電力裝置在實際使用的情形中，所存在的一些問題。如果重行設計考量該能源系統或裝置的組合結構，使其構造不同於習用結構，將可改變它的使用型態，而有別於舊法；實質上，也會改善習知技藝有關空間（土地）使用、地形/天候、設置及/或電力耗損較大等情形，而建立一個比較理想的結構效果和作業機制。這些課題在上述的參考資料中並未被具體教示或揭露。

爰是，本發明之主要目的即在於提供一種混合型能源收集及儲能、輸能之水上行動載具，包括一水上行動載具；行動載具設置有數種能源收集模組、聯接能源收集模組的儲能模組。行動載具界定有複數個裝載區，可裝卸的設置或收容儲能模組；並且，配合電力控制分配模組，使能源收集模組產生的電能輸入儲能模組。改善習知能源（收集）裝置佔用空間大、無法提供穩定、連續性的效能、保養維修不易，不利於應用和發電效率、經濟效益低等情形。

根據本發明之混合型能源收集及儲能、輸能之水上行動載具，該行動載具設置有至少一組或複數組（水輪）水流通道和相通於水流通道的輸入口、輸出口；在行動載具運行時，提供潮流從輸入口進入水流通道，帶動水力模組的發電機組產生電力，儲存於儲能模組；以及，容許潮流從輸出口輸出。

根據本發明之混合型能源收集及儲能、輸能之水上行動載具的作業方法，包括：

作業（A），提供配送程序；選擇應用吊裝系統，將行動載具的儲能模組從裝載區配送到電力集散場。

作業（B），提供貯置、聯接（電網）程序；排列配置儲能模組，並且使儲能模組聯接輸電變電站（或區域電網）的作業。

作業（C），提供回裝程序；將放電完成（或未充電儲能）的儲能模組回裝到行動載具的裝載區的作業，供行動載具（離港）執行新的能源收集任務。

請參閱第1、2圖，本發明之混合型能源收集及儲能、輸能之水上行動載具，包括一水上行動載具；概以參考編號100表示之。行動載具100可選擇航行於水上（或海上）的船舶或其類似載具。

在可行的實施例中，行動載具100配置有動力系統92，以利於行動載具100具有自行移動的作用。

圖中顯示了行動載具100設置有能源收集模組；所述能源收集模組包括太陽能模組10、風力模組20和水力模組30。太陽能模組10、風力模組20成間隔（排列）配置在行動載具100（或甲板）上的型態；並且，太陽能模組10、風力模組20和水力模組30配置聯接有至少一發電機組。

在所採的實施例中，太陽能模組10、風力模組20和水力模組30分別連接發電機組12、22、32，用以將太陽能模組10、風力模組20和水力模組30收集的能源轉換成電能型態。以及，風力模組20可設置在行動載具100凸出的船體建物90上面；這有助於縮短風力模組20的主桿21高度，降低搖晃或變形的情形。

第1、2圖也描繪了行動載具100的水力模組30包括設置在行動載具100（接近底部兩邊）上的至少一（水輪）水流通道31和相通於水流通道31的輸入口33、輸出口34。因此，在行動載具100運行時，提供水流（或潮流）從輸入口33進入水流通道31，帶動水力模組30的發電機組32產生電力；以及，容許水流（或潮流）從輸出口34輸出。

在所採的實施例中，水力模組30還包括一設置在行動載具100上的水流輸出入混合口35，輸出入混合口35也相通於水流通道31；並且，行動載具100的平衡翼91是從輸出入混合口35伸出的型態。所述的輸出入混合口35也容許潮流進入水流通道31，帶動發電機組32產生電能，再從輸出口34輸出。

圖中也顯示了行動載具100界定有至少一個或複數個裝載區95（或裝載艙），可裝卸的放置或收容儲能模組40；裝載區95可設置在行動載具100上或行動載具100的內部空間。以及，儲能模組40聯接能源收集模組（太陽能模組10、風力模組20、水力模組30）的發電機組12、22、32，用以儲存電能。

在可行的實施例中，能源收集模組（太陽能模組10、風力模組20、水力模組30）和儲能模組40之間，可設置聯接一電力控制分配模組（圖未顯示）；所述電力控制分配模組主要是將能源收集模組產生的電能經變電後，分配輸入儲能模組40，分別提供行動載具100使用或經輸電變電站85提供其他民生及/或工業系統使用。

可了解的是，行動載具100在不占用大量（土地）面積、空間和受限地形的條件下，可依據天候狀態移動行進（或航行）於設定的途徑，來提高能源收集的效能和達到機動性高、靈活性佳等作用。並且，假設行動載具100需要維修、保養或更換組件，更可依狀況，機動性的回港作業；改善了習知技術人員必須到偏遠山區或遠離陸地的海域作業的麻煩、困難等情形。

請參考第2、3及4圖，本發明之混合型能源收集及儲能、輸能之水上行動載具100還包括下列的作業方法：

作業（A），提供配送程序；行動載具100經自由航行、完成收集能源任務、返航至專用港口後，可選擇應用吊裝系統99，將行動載具100的儲能模組40從裝載區95實施吊掛卸離作業、配送（或移轉）到電力集散場80。

第2圖顯示了在作業（A）之前，包括作業（1A）：（應用吊裝系統99）撤（吊）離部分太陽能模組10，以實施吊出在行動載具100內部空間的儲能模組40、進行配送程序。

作業（B），提供貯置、聯接（電網）程序；在電力集散場80，配合操作、排列配置儲能模組40，並且使儲能模組40聯接輸電變電站85（或區域電網、主電網）的作業，以利於輸電變電站85提供穩定的饋電型態，提供民生及/或工業使用。

作業（C），提供回裝程序；將放電（卸載電能）完成（或未充電儲能狀態）的儲能模組40回裝到行動載具100的裝載區95的作業，供行動載具100（離港）執行新的能源收集任務。

可了解的是，依據上述的作業（1A），在作業（C）之後，還包括一作業（C1）：（應用吊裝系統99）將上述被撤離的部分太陽能模組10重新實施吊掛作業，提供安裝在行動載具100上的程序。

代表性的來說，這混合型能源收集及儲能、輸能之水上行動載具及其作業方法相較於舊模式言，包括了下列的優點和考量：

1.該行動載具100、能源收集模組、儲能模組40等部分之配合結構，已被重行設計考量；例如，使行動載具100安裝太陽能模組10、風力模組20、水力模組30和發電機組12、22、32；行動載具100界定出裝載區95，可裝卸的裝載或卸載儲能模組40；水力模組30設置水流通道31、輸入口33、輸出入混合口35、輸出口34；以及，提供作業（A）的配送程序、作業（B）的貯置、聯接程序和作業（C）的回裝程序等部分，明顯不同於習知技藝的結構和操作型態。

2.特別是，行動載具100的使用型態，明顯有別於舊模式；實質上，也改善了習知技藝有關空間（土地）使用、地形/天候、錨定、電纜設置及/或電力耗損較大等情形，而建立一個比較理想的結構效果和作業模式。

故，本發明係提供了一有效的混合型能源收集及儲能、輸能之水上行動載具及其作業方法，其結構配置、空間型態和操作應用模式係不同於習知者，且具有舊法中無法比擬之優點，係展現了相當大的進步，誠已充份符合發明專利之要件。

惟，以上所述者，僅為本發明之可行實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

10‧‧‧太陽能模組

12、22、32‧‧‧發電機組

20‧‧‧風力模組

21‧‧‧主桿

30‧‧‧水力模組

31‧‧‧水流通道

33‧‧‧輸入口

34‧‧‧輸出口

35‧‧‧輸出入混合口

40‧‧‧儲能模組

80‧‧‧電力集散場

85‧‧‧輸電變電站

90‧‧‧建物

91‧‧‧平衡翼

92‧‧‧動力系統

95‧‧‧裝載區

99‧‧‧吊裝系統

100‧‧‧行動載具

第1圖係本發明之立體結構示意圖；顯示了行動載具、能源收集模組的組合結構。

第2圖係本發明之一平面結構示意圖；描繪了行動載具、裝載區、儲能模組及配送作業的情形。

第3圖係本發明之一操作實施例示意圖；描繪了行動載具、裝載區、儲能模組及配送作業的情形。

第4圖係本發明之一應用實施例示意圖；描繪了行動載具、裝載區、儲能模組及貯置、電網聯接作業的情形。

Claims (17)

1. 一種混合型能源收集及儲能、輸能之水上行動載具，包括：行動載具，行動載具設置有能源收集模組、聯接能源收集模組的儲能模組；能源收集模組包括太陽能模組、風力模組和水力模組；太陽能模組、風力模組和水力模組聯接至少一發電機組；行動載具界定有至少一個裝載區，設置儲能模組；並且，使能源收集模組產生的電能輸入儲能模組；該水力模組包括設置在行動載具上的至少一水流通道和相通於水流通道的輸入口、輸出口；水力模組還包括一設置在行動載具上的輸出入混合口，輸出入混合口也相通於水流通道；並且，行動載具之一平衡翼是從輸出入混合口伸出的型態。
2. 如申請專利範圍第1項所述之混合型能源收集及儲能、輸能之水上行動載具，其中該太陽能模組、風力模組成間隔排列配置在行動載具上；以及太陽能模組、風力模組和水力模組分別聯接發電機組；裝載區設置在行動載具上和行動載具之內部空間的至少其中之一，可裝卸的設置儲能模組；風力模組設置在行動載具凸出的建物上面。
3. 如申請專利範圍第1項所述之混合型能源收集及儲能、輸能之水上行動載具，其中該行動載具設置有動力系統。
4. 如申請專利範圍第1項所述之混合型能源收集及儲能、輸能之水上行動載具，其中該水力模組設置在行動載具底部兩邊的位置。
5. 如申請專利範圍第1或2或3項所述之混合型能源收集及儲能、輸能之水上行動載具，其中該能源收集模組和儲能模組之間，設置聯接一 電力控制分配模組；所述電力控制分配模組可將能源收集模組產生轉換的電能分配輸入儲能模組。
6. 如申請專利範圍第4項所述之混合型能源收集及儲能、輸能之水上行動載具，其中該能源收集模組和儲能模組之間，設置聯接一電力控制分配模組；所述電力控制分配模組可將能源收集模組產生轉換的電能分配輸入儲能模組。
7. 一種配合申請專利範圍第1項所述之混合型能源收集及儲能、輸能之水上行動載具的作業方法，包括：作業(A)，提供配送程序；該行動載具完成收集能源任務、返航至一港口後，將行動載具的儲能模組從裝載區移轉到電力集散場；作業(B)，提供貯置、聯接程序；在電力集散場，配合操作、排列配置儲能模組，並且實施儲能模組聯接輸電變電站作業；作業(C)，提供回裝程序；將未充電儲能狀態的儲能模組回裝到行動載具的裝載區的作業。
8. 如申請專利範圍第7項所述之作業方法，其中該作業(A)可選擇應用吊裝系統，將行動載具的儲能模組從裝載區實施吊掛卸離作業；該水力模組包括設置在行動載具上的至少一水流通道和相通於水流通道的輸入口、輸出口；水力模組還包括一設置在行動載具上的輸出入混合口，輸出入混合口也相通於水流通道；並且，行動載具之一平衡翼是從輸出入混合口伸出的型態；能源收集模組和儲能模組之間，設置聯接一電力控制分配模組。
9. 如申請專利範圍第7項所述之作業方法，其中該行動載具設置有動力系統。
10. 如申請專利範圍第7或9項所述之作業方法，其中該作業(A)之前，包括作業(1A)：撤離部分太陽能模組的程序。
11. 如申請專利範圍第8項所述之作業方法，其中該作業(A)之前，包括作業(1A)：撤離部分太陽能模組的程序。
12. 如申請專利範圍第10項所述之作業方法，其中該作業(C)之後，還包括一作業(C1)：將被撤離的部分太陽能模組重新安裝在行動載具上的程序。
13. 如申請專利範圍第11項所述之作業方法，其中該作業(C)之後，還包括一作業(C1)：將被撤離的部分太陽能模組重新安裝在行動載具上的程序。
14. 如申請專利範圍第10項所述之作業方法，其中該作業(1A)是應用吊裝系統撤離部分太陽能模組。
15. 如申請專利範圍第11項所述之作業方法，其中該作業(1A)是應用該吊裝系統撤離部分太陽能模組。
16. 如申請專利範圍第12項所述之作業方法，其中該作業(C1)是應用吊裝系統重新實施吊掛作業，提供該部分太陽能模組安裝在行動載具上的程序。
17. 如申請專利範圍第13項所述之作業方法，其中該作業(C1)是應用該吊裝系統重新實施吊掛作業，提供該部分太陽能模組安裝在行動載具上的程序。