一种用于绿色船舶的浮式能量收集存储补给平台制造技术

本发明专利技术公开了一种用于绿色船舶的浮式能量收集存储补给平台，由能量收集单元、能量存储单元、能量补给单元和动力定位单元组成；本发明专利技术通过综合利用同一空间的多维能源，因地制宜地选择最优化的联合发电模式，实现全天候能量高效和充足的收集；通过蓄电池储能和氢气制/储相结合，实现能量以电能、氢燃料两种形式存储，解决绿色船舶在远洋推广应用的能量补给问题；通过测量控制和推力装置相结合，提高该平台海上使用的灵活性和可靠性，有效保障发电、供电/氢的稳定性。供电/氢的稳定性。供电/氢的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于绿色船舶的浮式能量收集存储补给平台


[0001]本专利技术属于海上能源利用领域，更具体地，涉及一种用于绿色船舶的浮式能量收集存储补给平台。

技术介绍

[0002]相比柴油机、蒸汽轮机、燃气轮机等传统船舶动力装置，锂离子电池、燃料电池动力系统因具有能量密度高、振动噪声低、零排放环境友好等优势，被视为未来绿色船舶的理想动力装备，具有广阔市场应用前景。目前，绿色船舶在远洋推广应用还存在一系列尚未解决的难题，其中较为突出的问题之一是船舶海上的能量补给。
[0003]海洋中蕴藏着丰富可再生能源，如太阳能、风能、海流能和温差势能，如能充分利用可一定程度地解决能源补给问题。
[0004]专利技术专利“一种独立分布式可再生能源综合利用系统”（申请公告号CN102926955.A）公开了一种用于太阳能、生物质能、风能和潮汐能综合利用的装置，不依赖外界化石能源，实现全天候能源自给自足。
[0005]专利技术专利“一种海上能源综合利用装置”（申请公告号CN103644069.A）公开了一种用于波浪能、风能的高效能源综合利用装置，实现为远离陆地的海洋开发提供能源。
[0006]专利技术专利“可移动式海上新能源动力平台”（申请公告号CN102079366.A）公开了一种用于风能、波浪能和太阳能综合利用的可移动式海上新能源动力平，有效的消除天气因素造成间隙性发电问题，实现海上持续供电。
[0007]专利技术专利“一种可移动的综合使用海上可再生能源的集成发电装置”（申请公告号CN108252861.A）公开了一种综合使用风能和海流能的可移动式发电装置，既可以同时利用风能和海流能进行发电，又可以通过伸缩变形实现综合使用可再生能源装置集成化。
[0008]然而，针对以锂电池或燃料电池作动力的绿色船舶，现有海上能源利用技术存在的明显不足是：装置或平台是将风能、太阳能、海流能等海上可再生能源转化为电能，能够实现对以锂电池作动力的绿色船舶提供电能补给，但不能够实现对以燃料电池作动力的绿色船舶提供氢燃料补给。
[0009]此外，利用风能、太阳能联合制氢、储氢和加氢技术在陆地应用成熟，若直接应用于工况严峻的海洋平台，存在难以保障发电供电装置的稳定性和可靠性，限制在海上灵活、稳定应用的问题。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种用于绿色船舶的浮式能量收集存储补给平台，该平台能够因地制宜地利用海上可再生能源，为远离陆地的锂电池或燃料电池船舶提供电能或氢燃料补给，解决绿色船舶在远洋推广应用的能量补给问题。
[0011]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于绿色船舶的浮式能量收集
存储补给平台，由能量收集单元、能量存储单元、能量补给单元和动力定位单元组成；所述的能量收集单元包括温差能发电装置、海流能发电装置、基于风轮机的风能发电装置和基于光伏电池板组的光伏发电装置，温差能发电装置、海流能发电装置、风能发电装置和光伏发电装置分别通过稳压逆变器与直流配电母线连接；所述的能量存储单元包括基于高比能大容量锂电池的蓄电池储能装置以及采用水电解制氢、采用高压气态储氢或有机液储氢的制/储氢装置，能量存储单元将来自能量收集单元的电能一部分以电能形式直接储存在高比能大容量锂电池中，一部分通过制/储氢装置将电能转化为氢气，以氢燃料形式储存在高压气瓶或积液罐中，从而实现能量以电能、氢燃料两种形式存储；所述的能量补给单元包括充电装置和加氢装置，充电装置用于向以锂电池作动力的绿色船舶提供电能补给，加氢装置用于向以燃料电池作动力的绿色船舶提供氢燃料补给；所述的动力定位单元包括测量控制装置和推力装置，用于使绿色船舶在一定海风和波浪下保持稳定或自行移至相对安全的海域，并保障发电、供电/氢的稳定性。
[0012]所述的一种用于绿色船舶的浮式能量收集存储补给平台，其风轮机和光伏电池板组采用可收缩型设计，用于避免狂风暴雨天气和恶劣海况引起损坏。
[0013]所述的一种用于绿色船舶的浮式能量收集存储补给平台，其制/储氢装置通过高压气瓶或积液罐储氢。
[0014]本专利技术的有益效果是：1，本专利技术通过综合利用同一空间的多维能源，因地制宜地选择最优化的联合发电模式，实现全天候能量高效和充足的收集。
[0015]2，本专利技术通过蓄电池储能和氢气制/储相结合，实现能量以电能、氢燃料两种形式存储，满足锂电池或燃料电池船舶实际需求。
[0016]3，本专利技术通过测量控制和推力装置结合，光伏电池板组和风轮机采用可收缩型设计，提高该平台严峻海况使用的灵活性和可靠性，保障发电、供电/氢的稳定性和可靠性。
附图说明
[0017]图1是本专利技术的结构示意图。
[0018]图中标记说明：11—温差能发电装置，12—海流能发电装置，13—风能发电装置，14—光伏发电装置，2—蓄电池储能装置，3—制/储氢装置，4—充电装置，5—加氢装置，6—测量控制装置，7—推力装置，8—绿色船舶。
具体实施方式
[0019]结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明如下。
[0020]本专利技术公开了一种用于绿色船舶的浮式能量收集存储补给平台，由能量收集单元、能量存储单元、能量补给单元和动力定位单元组成。
[0021]所述的能量收集单元由包括温差能发电装置11、海流能发电装置12、风能发电装置13和光伏发电装置14，其光伏发电装置14的光伏电池板组和风能发电装置13的风轮机采用可收缩型设计，用于避免狂风暴雨天气和恶劣海况引起损坏。
[0022]所述的能量存储单元包括蓄电池储能装置2和制/储氢装置3，其中蓄电池储能装置2的蓄电池采用高比能大容量锂电池，制/储氢装置3的制氢部分采用水电解制氢，储氢部
分采用高压气态储氢或有机液储氢。
[0023]所述的能量补给单元包括充电装置4和加氢装置5。
[0024]所述的动力定位单元包括测量控制装置6和推力装置7。
[0025]结合本专利技术能源系统原理示意图（图1），对本专利技术的技术原理作如下说明：海流能发电装置12利用就地海流能产生电能，温差能发电装置11利用就地梯度海水温差产生电能，风能发电装置13利用就地风能产生电能，光伏发电装置14利用就地太阳能产生电能，各自通过稳压逆变器（DC/DC或DC/AC）与直流配电母线连接，因此可通过综合利用同一空间的多维能源，因地制宜地选择最优化的联合发电模式，实现全天候能量高效和充足的收集。
[0026]收集的电能部分以电能形式直接储存在高比能大容量锂电池中，部分通过水电解制氢装置将电能转化为氢气，以氢燃料形式储存在高压气瓶或积液罐中，从而实现能量以电能、氢燃料两种形式存储。锂电池中存储的电能通过充电装置4实现对以锂电池作动力的绿色船舶8提供电能补给，高压气瓶或积液罐通过加氢装置5实现对以燃料电池作动力的绿色船舶8提供氢燃料补给。
[0027]当出现狂风暴雨天气和恶劣海况时，一方面光伏发电装置14的光伏电池板组和风能发电装置13的风轮机等设备收缩避本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于绿色船舶的浮式能量收集存储补给平台，其特征在于：由能量收集单元、能量存储单元、能量补给单元和动力定位单元组成；所述的能量收集单元包括温差能发电装置（11）、海流能发电装置（12）、基于风轮机的风能发电装置（13）和基于光伏电池板组的光伏发电装置（14），温差能发电装置（11）、海流能发电装置（12）、风能发电装置（13）和光伏发电装置（14）分别通过稳压逆变器与直流配电母线连接；所述的能量存储单元包括基于高比能大容量锂电池的蓄电池储能装置（2）以及采用水电解制氢、采用高压气态储氢或有机液储氢的制/储氢装置（3），能量存储单元将来自能量收集单元的电能一部分直接储存，一部分通过制/储氢装置（3）以氢燃料形式...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐增师，花仕洋，宋爽，张奥，孙成，
申请(专利权)人：武汉船用电力推进装置研究所中国船舶重工集团公司第七一二研究所，
类型：发明
国别省市：