一种船舶混合动力系统技术方案

本发明专利技术公开一种船舶混合动力系统，包括：岸电供电模块，与岸电系统进行连接，用于将岸电电能转换为第一电能；若干个太阳能供电模块，用于将太阳能转换为第二电能；以及若干个储能模块，每一所述储能模块分别与所述岸电供电模块、每一所述太阳能供电模块及负载设备进行连接，用于储存所述第一电能和/或所述第二电能，以向所述负载设备输出工作电压，使得所述负载设备运行。本发明专利技术在船舶进港靠岸时可以通过岸电供电模块对储能模块进行充电，船舶离港航行时可以通过太阳能供电模块对储能模块进行充电；同时作为动力源的岸电电能和太阳能为清洁能源，使船舶航行时可以不产生碳排放，从而使得船舶混合动力系统兼具可靠性、环保性和经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种船舶混合动力系统
本专利技术涉及船舶动力系统，尤其涉及一种基于清洁能源的船舶混合动力系统。
技术介绍
如何解决全球变暖等一系列环境问题已成为世界共同面临的难题之一。据统计数据显示，全球的温室气体排放量的3％来自全球航运业，若不采取措施，预计到2050年全球航运业的碳排放量将增至8％左右。目前在环境可持续发展的趋势下，为遏制环境进一步恶化，各国开始实施碳税政策、低硫油使用等一系列举措。然而，考虑到成本问题，上述举措在航运业进行全覆盖实施仍有较大的阻碍。为兼顾经济性与绿色化问题，可以通过高效清洁能源逐渐代替柴油作为主动力源的方式缓解环境压力，然而，如何在采用清洁能源的同时保证船舶动力系统的可靠性则成为待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种船舶混合动力系统，既可以向船舶负载设备输出工作电压，又具有可靠性、环保性和经济性的特点。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种船舶混合动力系统，包括：岸电供电模块，与岸电系统进行连接，用于将岸电电能转换为第一电能；若干个太阳能供电模块，用于将太阳能转换为第二电能；以及若干个储能模块，每一所述储能模块分别与所述岸电供电模块、每一所述太阳能供电模块及负载设备进行连接，用于储存所述第一电能和/或所述第二电能，以向所述负载设备输出工作电压，使得所述负载设备运行。优选地，船舶进港靠泊时，所述岸电供电模块向每一所述储能模块输送所述第一电能，以对每一所述储能模块进行充电；所述船舶离港航行时，每一所述太阳能供电模块对应向每一所述储能模块输送所述第二电能，以对每一所述储能模块进行充电。优选地，每一所述太阳能供电模块包括：太阳能转换单元，用于将所述太阳能转换为所述第二电能；太阳能电池单元，其输入端与所述太阳能转换单元进行连接，其输出端对应与所述储能模块进行连接，用于储存所述第二电能，以在所述船舶航行中对所述储能模块进行充电。优选地，每一所述储能模块包括：储能电池单元，其输入端分别对应与所述岸电供电模块和所述太阳能电池单元进行连接，其输出端与所述负载设备进行连接，用于储存所述第一电能和/或所述第二电能，以向所述负载设备输出第一工作电压，使得所述负载设备运行；以及电池保护单元，与所述储能电池单元进行连接，用于对所述储能电池单元的温度和充电电流进行监测。优选地，每一所述太阳能电池单元的输出端还与所述负载设备进行连接，且所述太阳能电池单元还用于在所述储能电池单元损坏时向所述负载设备输出第二工作电压，使得所述负载设备运行。优选地，所述船舶混合动力系统，还包括：若干个开关组；每一所述开关组包括第一开关和第二开关；所述第一开关的一端对应与所述太阳能电池单元的输出端连接，另一端对应与所述储能电池单元的输入端连接，用于控制每一所述太阳能电池单元和每一所述储能电池单元之间充电电路的通断；所述第二开关的一端对应与所述太阳能电池单元的输出端连接，另一端与所述负载设备连接，用于控制每一所述太阳能电池单元和所述负载设备之间电路的通断。优选地，每一所述开关组中的所述第一开关断开且所述第二开关断开，以在所述船舶靠泊时通过所述岸电供电模块对每一所述储能电池单元进行充电，使得所述船舶航行中所述储能电池单元向所述负载设备输出所述第一工作电压；每一所述开关组中的所述第一开关闭合且所述第二开关断开，以在所述船舶航行中通过每一所述太阳能电池单元对每一所述储能电池单元进行充电，使得所述储能电池单元向所述负载设备输出所述第一工作电压；每一所述开关组中的所述第一开关断开且所述第二开关闭合，以在所述船舶航行中且每一所述储能电池单元损坏时对应通过所述太阳能电池单元向所述负载设备输出所述第二工作电压。优选地，所述船舶混合动力系统，还包括：配电模块，其输入端分别与每一所述储能电池单元和每一所述太阳能电池单元的输出端进行连接，其输出端与所述负载设备进行连接，用于将所述第一工作电压或所述第二工作电压配送至所述负载设备。优选地，所述负载设备包括第一负载、第二负载和第三负载；所述配电模块包括第一配电单元、第二配电单元和第三配电单元；所述第一配电单元的输入端分别对应与每一所述储能电池单元的输出端和每一所述第二开关的另一端进行连接，所述第一配电单元的输出端与所述第一负载进行连接，用于将所述第一工作电压或所述第二工作电压转换为所述第一负载的运行电压并配送至所述第一负载，以使所述第一负载运行；所述第二配电单元的输入端与所述第一配电单元的输出端进行连接，所述第二配电单元的输出端与所述第二负载进行连接，用于将所述第一负载的运行电压转换为所述第二负载的运行电压并配送至所述第二负载，以使所述第二负载运行；所述第三配电单元的输入端与所述第二配电单元的输出端进行连接，所述第三配电单元的输出端与所述第三负载进行连接，用于将所述第二负载的运行电压转换为所述第三负载的运行电压并配送至所述第三负载，以使所述第三负载运行。优选地，所述第一负载的运行电压为直流电压；所述第二负载和所述第三负载的运行电压皆为交流电压。本专利技术与现有技术相比至少具有以下优点之一：本专利技术提供的一种船舶混合动力系统，通过岸电供电模块可以将岸电电能转换为第一电能并输出至储能模块，以及通过太阳能供电模块可以将太阳能转换为第二电能并输出至储能模块，从而使得储能模块可以向船舶负载设备输出工作电压，进而使得负载设备正常运行。本专利技术中船舶进港靠岸时可以通过岸电供电模块对储能模块进行充电；船舶离港航行时可以通过太阳能供电模块对储能模块进行充电，以防止储能模块出现电量不足的情况，从而提高船舶混合动力系统的可靠性，进而保障船舶航行的可靠性。本专利技术中储能电池单元采取可替换模式，能够在储能电池单元损坏后进行更换；同时在对损坏的储能电池单元进行更换时，可以通过太阳能电池单元向负载设备临时供电，从而使得储能电池单元更换过程中负载设备可以继续运行，从而提高船舶混合动力系统的可靠性。本专利技术中相较于传统动力源柴油，将清洁能源岸电电能和太阳能作为动力源，使得船舶航行时不产生碳排放，可以减少的碳排放为100％，从而使得船舶混合动力系统具有较好的环保性。本专利技术中相较于氢氧等清洁燃料，作为动力源的岸电电能和太阳能具有成本低、可得性高且易于实施操作的特点，使得船舶混合动力系统具有较好经济性。本专利技术中储能电池单元采取可充模式，能够有效减少因储能电池单元电量耗尽而频繁更换所产生的人力和物力消耗以及对环境造成的不利影响，使得船舶混合动力系统具有较好经济性和环保性。本专利技术中配电模块采用直流组网技术，可以提高负载设备的电源质量，同时还可以取消变压器、变频器等设备，从而达到简化配置及节省船舶空间的目的，进而有利于优化船舶总体布置、减轻船舶自重以及提高船舶总体性能，最终降低船舶造价，具有较好经济性。附图说明图1是本专利技术一实施例提供的一种船舶混合动力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船舶混合动力系统，其特征在于，包括：/n岸电供电模块(110)，与岸电系统进行连接，用于将岸电电能转换为第一电能；/n若干个太阳能供电模块(120)，用于将太阳能转换为第二电能；以及/n若干个储能模块(130)，每一所述储能模块(130)分别与所述岸电供电模块(110)、每一所述太阳能供电模块(120)及负载设备进行连接，用于储存所述第一电能和/或所述第二电能，以向所述负载设备输出工作电压，使得所述负载设备运行。/n

【技术特征摘要】
1.一种船舶混合动力系统，其特征在于，包括：
岸电供电模块(110)，与岸电系统进行连接，用于将岸电电能转换为第一电能；
若干个太阳能供电模块(120)，用于将太阳能转换为第二电能；以及
若干个储能模块(130)，每一所述储能模块(130)分别与所述岸电供电模块(110)、每一所述太阳能供电模块(120)及负载设备进行连接，用于储存所述第一电能和/或所述第二电能，以向所述负载设备输出工作电压，使得所述负载设备运行。


2.如权利要求1所述的船舶混合动力系统，其特征在于，
船舶进港靠泊时，所述岸电供电模块(110)向每一所述储能模块(130)输送所述第一电能，以对每一所述储能模块(130)进行充电；
所述船舶离港航行时，每一所述太阳能供电模块(120)对应向每一所述储能模块(130)输送所述第二电能，以对每一所述储能模块(130)进行充电。


3.如权利要求2所述的船舶混合动力系统，其特征在于，每一所述太阳能供电模块(120)包括：
太阳能转换单元(1201)，用于将所述太阳能转换为所述第二电能；
太阳能电池单元(1202)，其输入端与所述太阳能转换单元(1201)进行连接，其输出端对应与所述储能模块(130)进行连接，用于储存所述第二电能，以在所述船舶航行中对所述储能模块(130)进行充电。


4.如权利要求3所述的船舶混合动力系统，其特征在于，每一所述储能模块(130)包括：
储能电池单元(1301)，其输入端分别对应与所述岸电供电模块(110)和所述太阳能电池单元(1302)进行连接，其输出端与所述负载设备进行连接，用于储存所述第一电能和/或所述第二电能，以向所述负载设备输出第一工作电压，使得所述负载设备运行；以及
电池保护单元(1302)，与所述储能电池单元(1301)进行连接，用于对所述储能电池单元(1301)的温度和充电电流进行监测。


5.如权利要求4所述的船舶混合动力系统，其特征在于，
每一所述太阳能电池单元(1202)的输出端还与所述负载设备进行连接，且所述太阳能电池单元(1202)还用于在所述储能电池单元(1301)损坏时向所述负载设备输出第二工作电压，使得所述负载设备运行。


6.如权利要求5所述的船舶混合动力系统，其特征在于，还包括：若干个开关组；每一所述开关组包括第一开关(140)和第二开关(150)；
所述第一开关(140)的一端对应与所述太阳能电池单元(1202)的输出端连接，另一端对应与所述储能电池单元(1301)的输入端连接，用于控制每一所述太阳能电池单元(1202)和每一所述储能电池单元(1301)之间充电电路的通断；
所述第二开关(150)的一端对应与所述太阳能电池单元(1202)的输出端连接，另一端与所述负载设备连接，用于控制每一所述太阳能电池单元(1202)和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：晁艺荧，黄锐榜，王学锋，张红梅，张永亮，李梅华，戈佳威，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：上海;31