通过水氢发电供能的游艇制造技术

本发明专利技术提供了通过水氢发电供能的游艇，包括燃料电池组、复合供能系统和供配电控制模块，燃料电池组用于利用氢产生电能并为游艇的负载供电，复合供能系统包括蓄电池组和超级电容，蓄电池组和超级电容用于在燃料电池组的供电能力无法满足游艇负载时，分别提供高出供电能力部分的低频分量和高频分量，还用于在燃料电池组的供电能力满足游艇负载时，受控地存储多出部分的电能，供配电控制模块用于控制复合供能系统向游艇负载供电以及控制复合供能系统接收多出部分的电能。该游艇通过水氢发电技术为游艇提供动力，更加节能环保，同时通过复合供能系统对负载功率波动产生的冲击进行缓冲，避免了因为负载功率的波动而导致燃料电池组使用寿命的缩短。

Yachts powered by hydropower

The invention provides a yacht powered by hydro-hydrogen power generation, including a fuel cell group, a composite energy supply system and a power supply and distribution control module. The fuel cell group is used to generate electricity from hydrogen and supply power to the yacht load. The composite energy supply system includes a storage battery group and a supercapacitor. The storage battery group and the supercapacitor are used for sharing when the power supply capacity of the fuel cell group cannot meet the yacht load. It is also used to store the extra part of the electric energy when the power supply capacity of the fuel cell group meets the yacht load. The power distribution control module is used to control the composite power supply system to supply the yacht load and to control the composite power supply system to receive the extra part of the electric energy. The yacht provides power for the yacht through hydro-hydrogen power generation technology, which is more energy-saving and environmentally friendly. At the same time, the impact of load power fluctuation is buffered by composite energy supply system, which avoids shortening the service life of fuel cell group due to load power fluctuation.

【技术实现步骤摘要】
通过水氢发电供能的游艇
本专利技术涉及游艇
，特别涉及通过水氢发电供能的游艇。
技术介绍
游艇是一种水上娱乐用高级耐用消费品。它集航海、运动、娱乐、休闲等功能于一体，满足个人及家庭享受生活的需要，也可也作为港监、公安、边防的工作手段。目前的游艇主要以汽油为燃料，能量转换效率低，并且会排放有害气体污染环境。虽然目前已经存在电动游艇，但其只是采用单一的蓄电池来为游艇供电，续航能力不佳，在出现游艇功率波动时可能难以满足性能要求。另外，当前电动游艇在为用电设施供电时，并未将航行部分的供电电源和生活部分的供电电源分开，因此无法对航行部分的用电设施和生活部分的用电器单独控制供电，并且可能会发生电压不稳、信号干扰等现象。在电动游艇航行过程中，还存在着无法进行有效的废水回收利用、废热回收利用的问题，这些都是目前电动游艇或半电动游艇在节能减排、废能利用的方向上亟待解决的问题。
技术实现思路
(一)专利技术目的为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，增加电动/半电动游艇的供电来源，对游艇用电设备分类进行控制，并尽量回收利用废水废热，本专利技术提供了以下技术方案。(二)技术方案本专利技术公开了通过水氢发电供能的游艇，包括：燃料电池组，用于利用氢进行电化学反应产生电能，并通过DC/DC转换器组件为游艇的负载供电；复合供能系统，包括蓄电池组和超级电容，所述蓄电池组和所述超级电容用于在所述燃料电池组的供电能力无法满足游艇负载的用电需求时，分别向游艇负载提供高出供电能力部分的低频分量和高频分量，还用于在所述燃料电池组的供电能力满足游艇负载的用电需求时，受控地存储所述燃料电池组提供的多出部分的电能；供配电控制模块，用于控制所述复合供能系统向游艇负载供电以及控制所述复合供能系统接收所述燃料电池组提供的多出部分的电能；其中，所述燃料电池组和所述复合供能系统通过直流母线连接，所述超级电容通过双向DC/DC转换器与所述直流母线连接。一种可能的实施方式中，所述游艇负载包括航行用电设备和生活用电器，并且所述游艇上设有为所述航行用电设备供电的航行用电供电线路以及为所述生活用电器供电的生活用电供电线路；所述DC/DC转换器组件包括：第一DC/DC转换器，其与所述航行用电供电线路连接，用于将所述燃料电池组产生的部分电能转换后提供给所述航行用电设备；以及第二DC/DC转换器，其与所述生活用电供电线路连接，用于将所述燃料电池组产生的部分电能转换后提供给所述生活用电器。一种可能的实施方式中，所述生活用电器分为照明用电器和其他用电器，所述供配电控制模块包括：艇载供电控制单元，用于监测所述燃料电池组和所述复合供能系统的总剩余可供电量，并在总剩余可供电量低于下限阈值时，切断为所述其他用电器供电的其他用电线路。一种可能的实施方式中，所述复合供能系统还包括：第一监测单元，用于监测所述航行用电设备的用电需求，和/或游艇的航速和加速度；第一预测单元，用于依据过去一定时间内所述第一监测单元测得的数据，预测所述航行用电设备的用电趋势或用电变化幅度；第二监测单元，用于监测游艇生活用电器的用电需求；第二预测单元，用于依据过去一定时间内所述第二监测单元测得的数据，预测所述生活用电器的用电趋势或用电变化幅度；其中，所述供配电控制模块还用于依据所述第一预测单元和所述第二预测单元预测的用电趋势或用电变化幅度，预先调节所述复合供能系统向游艇负载输出的功率，以及预先调节所述燃料电池组向所述复合供能系统输出的功率。一种可能的实施方式中，所述游艇还包括：制氢系统，用于利用甲醇水溶液制备所述燃料电池组发电所需的氢，所述制氢系统包括重整器，所述重整器用于对甲醇蒸汽进行催化重整；风冷系统，包括涵道和导风板，所述涵道的入口和出口均与外界连通，所述涵道与所述重整器的排废气管道出口连通，并受控地利用外界空气带动排出所述重整器产生的高温废气，所述导风板设置于所述涵道入口外侧，用于增加进入所述涵道的空气流速。一种可能的实施方式中，所述游艇为油电混合动力游艇，其特征在于，所述游艇还包括：副产物收集装置，用于在所述游艇通过汽油发动机提供动力时，收集所述游艇排出尾气中的一氧化碳和/或二氧化碳和/或碳氢化合物，并将收集到的物质转化为所述制氢系统制氢所需的原料和/或所述燃料电池组所需的原料。一种可能的实施方式中，所述游艇还包括：天然气合成装置，用于利用所述副产物收集装置收集到的一氧化碳与氢气合成天然气，以给游艇内以天然气为燃料的设备供气。一种可能的实施方式中，所述游艇还包括：热循环系统，所述热循环系统包括水循环管路，还包括第一热交换器和/或第二热交换器；所述第一热交换器包裹所述燃料电池组，用于通过所述水循环管路内的循环水为所述燃料电池组降温，所述第二热交换器包裹所述重整器的排废气管道，用于通过所述水循环管路内的循环水吸收高温废气包含的热量，所述水循环管路的放热段经过游艇室内，并受控地利用其内的循环水为游艇室内供暖。一种可能的实施方式中，所述水循环管路具有进水口和排水口，所述进水口设置于游艇的空载吃水线以下，用于被动灌入海水和/或通过设置于所述水循环管路内的抽水装置主动抽取海水，所述水循环管路的放热段并联有直通段，所述进水口、所述排水口、所述放热段的出入口处以及所述直通段的出入口处均设置有阀门。一种可能的实施方式中，所述热循环系统还包括导流板，所述导流板安装于所述水循环管路进水口的外侧，用于将海水导流入所述水循环管路。一种可能的实施方式中，所述游艇还包括水源收集系统，所述水源收集系统包括：过滤器，用于收集并过滤海水；集水箱，用于存储所述燃料电池组在发电过程中产生的水，以及存储经所述过滤器过滤后的水；至少一条用水管路，所述用水管路的两端分别与所述集水箱和游艇的至少一个用水设备连接，用于为游艇的所述至少一个用水设备供水；回收水控制单元，用于依据各所述用水设备的优先级控制所述至少一条用水管路的通断；其中，所述用水设备包括以下一种或多种：洗浴设备、盥洗设备、坐便器、饮水设备。一种可能的实施方式中，所述集水箱包括：第一储水槽，用于存储所述燃料电池组产生的水；第二储水槽，用于存储储备的自来水；第三储水槽，用于存储经所述过滤器过滤后的海水，以及所述洗浴设备和/或所述盥洗设备使用过的水；其中，所述第一储水槽和所述第二储水槽之间、所述第二储水槽和所述第三储水槽之间均设置有过滤器。一种可能的实施方式中，，所述游艇还包括：除湿装置，用于吸收游艇室内空气中的水分并输送至所述集水箱。一种可能的实施方式中，所述游艇还包括风力发电机，所述风力发电机受控地伸出和缩回所述游艇外表面，并将转化的电能输送给所述复合供能系统。一种可能的实施方式中，所述游艇还包括无线充电控制模块，用于与预先设置于岸边的无线充电系统通信，并控制所述无线充电系统对所述复合供能系统进行无线充电。一种可能的实施方式中，所述游艇还包括海水电池，所述海水电池安装于所述游艇的侧部和/或底部，用于向所述复合功能系统供电。(三)有益效果本专利技术提供的通过水氢发电供能的游艇，具有如下有益效果：1、通过水氢发电技术为游艇提供动力，相比于使用化石燃料来说更加节能环保；在面对游艇波动的用电需求时，使燃料电池组负责提供较为恒定的功率，并使复合供能系统负责提供剩余的带有波动部分的供电，对因为负载功率的波动产生的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过水氢发电供能的游艇，其特征在于，所述游艇包括：燃料电池组，用于利用氢进行电化学反应产生电能，并通过DC/DC转换器组件为游艇的负载供电；复合供能系统，包括蓄电池组和超级电容，所述蓄电池组和所述超级电容用于在所述燃料电池组的供电能力无法满足游艇负载的用电需求时，通过所述DC/DC转换器组件分别向游艇负载提供高出供电能力部分的低频分量和高频分量，还用于在所述燃料电池组的供电能力满足游艇负载的用电需求时，受控地存储所述燃料电池组提供的多出部分的电能；供配电控制模块，用于控制所述复合供能系统向游艇负载供电以及控制所述复合供能系统接收所述燃料电池组提供的多出部分的电能；其中，所述燃料电池组和所述复合供能系统通过直流母线连接，所述超级电容通过双向DC/DC转换器与所述直流母线连接。

【技术特征摘要】
1.一种通过水氢发电供能的游艇，其特征在于，所述游艇包括：燃料电池组，用于利用氢进行电化学反应产生电能，并通过DC/DC转换器组件为游艇的负载供电；复合供能系统，包括蓄电池组和超级电容，所述蓄电池组和所述超级电容用于在所述燃料电池组的供电能力无法满足游艇负载的用电需求时，通过所述DC/DC转换器组件分别向游艇负载提供高出供电能力部分的低频分量和高频分量，还用于在所述燃料电池组的供电能力满足游艇负载的用电需求时，受控地存储所述燃料电池组提供的多出部分的电能；供配电控制模块，用于控制所述复合供能系统向游艇负载供电以及控制所述复合供能系统接收所述燃料电池组提供的多出部分的电能；其中，所述燃料电池组和所述复合供能系统通过直流母线连接，所述超级电容通过双向DC/DC转换器与所述直流母线连接。2.如权利要求1所述的游艇，其特征在于，所述游艇负载包括航行用电设备和生活用电器，并且所述游艇上设有为所述航行用电设备供电的航行用电供电线路以及为所述生活用电器供电的生活用电供电线路；所述DC/DC转换器组件包括：第一DC/DC转换器，其与所述航行用电供电线路连接，用于将所述燃料电池组产生的部分电能转换后提供给所述航行用电设备；以及第二DC/DC转换器，其与所述生活用电供电线路连接，用于将所述燃料电池组产生的部分电能转换后提供给所述生活用电器。3.如权利要求2所述的游艇，其特征在于，所述复合供能系统还包括：第一监测单元，用于监测所述航行用电设备的用电需求，和/或游艇的航速和加速度；第一预测单元，用于依据过去一定时间内所述第一监测单元测得的数据，预测所述航行用电设备的用电趋势或用电变化幅度；第二监测单元，用于监测游艇生活用电器的用电需求；第二预测单元，用于依据过去一定时间内所述第二监测单元测得的数据，预测所述生活用电器的用电趋势或用电变化幅度；其中，所述供配电控制模块还用于依据所述第一预测单元和所述第二预测单元预测的用电趋势或用电变化幅度，预先调节所述复合供能系统向游艇负载输出的功率，以及预先调节所述燃料电池组向所述复合供能系统输出的功率。4.如权利要求1所述的游艇，其特征在于，所述游艇还包括：制氢系统，用于利用甲醇水溶液制备所述燃料电池组发电所需的氢，所述制氢系统包括重整器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丁，戚玉欣，
申请(专利权)人：德州新动能铁塔发电有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37