本技術(shù)涉及新能源船艇，尤其涉及一種兼具發(fā)電和造水功能的船用燃料電池系統(tǒng)及船艇。

背景技術(shù)：

1、在傳統(tǒng)的船舶動力系統(tǒng)中，發(fā)電機扮演著至關重要的角色，它負責將機械能轉(zhuǎn)換為電能，以供船舶上的各種系統(tǒng)和電氣設備使用。船舶發(fā)電機通常由柴油發(fā)動機驅(qū)動，這種設計雖然成熟可靠，但存在若干問題，包括環(huán)境污染、噪音大、維護成本高以及對化石燃料的依賴等。特別是隨著全球范圍內(nèi)對環(huán)境保護意識的增強和國際海事組織(imo)對船舶排放標準的日益嚴格化，這些傳統(tǒng)發(fā)電機的局限性變得尤為突出。

2、除了電力供應，船舶上的淡水供應同樣重要。遠洋船舶尤其需要有效的造水系統(tǒng)來滿足船員的生活用水需求以及機器設備的冷卻和清潔用水。傳統(tǒng)的船用造水機多采用蒸餾或反滲透技術(shù)，這些技術(shù)雖然能夠提供淡水，但同樣存在能耗高、設備復雜、維護困難等問題。

3、隨著技術(shù)的進步，船用燃料電池系統(tǒng)作為一種新型的發(fā)電技術(shù)，逐漸展現(xiàn)出其在船舶應用中的潛力。燃料電池通過氫氣和氧氣的電化學反應產(chǎn)生電能，同時生成水，這一過程不僅效率高，而且環(huán)保，不產(chǎn)生溫室氣體排放，噪音低，維護簡單，且能夠?qū)崿F(xiàn)對可再生能源的有效利用。

4、然而，盡管燃料電池技術(shù)在理論上具有諸多優(yōu)勢，但在實際的船舶應用中仍面臨一些挑戰(zhàn)。例如，燃料電池反應生成的水雖然純凈，但可能含有微量的雜質(zhì)，需要通過凈化裝置進一步處理，以滿足船上不同用途的水質(zhì)要求；如何設計智能的能源管理系統(tǒng)，以確保燃料電池發(fā)電量與船上負載需求相匹配，同時還要考慮到水的產(chǎn)量和船上用水需求之間的平衡。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對相關技術(shù)中存在的不足之處，本實用新型提供了一種兼具發(fā)電和造水功能的船用燃料電池系統(tǒng)及船艇，在使用清潔能源供電的同時，對其所產(chǎn)生的水進一步處理以滿足船上不同用途的水質(zhì)要求，省略了現(xiàn)有船舶中造水機的應用，系統(tǒng)集成度高，降低設備成本。

2、為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：

3、一種兼具發(fā)電和造水功能的船用燃料電池系統(tǒng)，包括：

4、氫能燃料電池子系統(tǒng)，所述氫能燃料電池子系統(tǒng)包括電輸出端和水輸出端；

5、船艇動力裝置，連接至所述氫能燃料電池子系統(tǒng)的電輸出端；

6、儲水裝置，所述儲水裝置接通所述氫能燃料電池子系統(tǒng)的水輸出端；

7、凈化裝置，所述凈化裝置的輸入端接通所述儲水裝置；

8、投藥罐，所述投藥罐的輸入端接通所述凈化裝置的輸出端；

9、第一用水管路，接通所述投藥罐的輸出端，所述第一用水管路用于供給船舶日用水；

10、消毒裝置，所述消毒裝置的輸入端接通所述投藥罐的輸出端；

11、第二用水管路，接通所述消毒裝置的輸出端，所述第二用水管路用于供給船舶應急飲用水。

12、在本實用新型的一些實施例中，所述氫能燃料電池子系統(tǒng)包括：

13、燃料供應裝置，用于輸出氣體燃料；

14、氫能燃料電池，包括輸入端、電輸出端和水輸出端，其輸入端連接燃料供應裝置，接收燃料供應裝置中的氣體燃料，其電輸出端連接至所述船艇動力裝置，其水輸出端連接至所述儲水裝置。

15、在本實用新型的一些實施例中，所述氫能燃料電池子系統(tǒng)的電輸出端還連接至船艇負載設備。

16、在本實用新型的一些實施例中，所述投藥罐的輸入端設置有加藥裝置，所述加藥裝置將藥物投放至所述投藥罐中。

17、在本實用新型的一些實施例中，所述凈化裝置包括前置過濾器、分離器和凈化水池，所述儲水裝置輸送出的水依次經(jīng)過所述前置過濾器和所述分離器進入所述凈化水池，所述凈化水池的輸出端接通至所述投藥罐。

18、在本實用新型的一些實施例中，所述儲水裝置、所述凈化水池和所述投藥罐處均設置有排水管。

19、在本實用新型的一些實施例中，所述儲水裝置、所述凈化水池和所述投藥罐處均設置有溫度檢測裝置和壓力檢測裝置。

20、在本實用新型的一些實施例中，所述消毒裝置包括紫外線殺菌消毒罐，所述紫外線殺菌消毒罐內(nèi)設置有紫外線燈，所述紫外線殺菌消毒罐的輸入端連接投藥罐的輸出端，紫外線殺菌消毒罐的輸出端連接第二用水管路。

21、在本實用新型的一些實施例中，所述氫能燃料電池連接有不間斷電源，以提供啟動電能。

22、除此，本實用新型還提供了一種兼具發(fā)電和造水功能的船艇，應用于所述的船用燃料電池系統(tǒng)，所述船艇包括：

23、自上而下依次設置的主甲板、第二甲板和第三甲板；

24、其中，所述燃料供應裝置設置在所述主甲板上；所述氫能燃料電池設置在所述第二甲板上；所述儲水裝置、所述凈化裝置，所述投藥罐和所述消毒裝置均設置在第三甲板上；

25、所述第一用水管路連接至主甲板上的各日常用水裝置，以滿足日常用水；所述第二用水管路連接至主甲板上的船員居住艙室區(qū)域，以滿足應急飲用水。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于：

27、1、氫能燃料電池不產(chǎn)生溫室氣體排放，與傳統(tǒng)的柴油發(fā)電機相比，大幅降低了船舶的碳足跡，有助于船舶滿足日益嚴格的環(huán)保法規(guī)，氫能燃料電池的轉(zhuǎn)換效率高，且可以同時提供電力和淡水，這種雙重功能提高了整體能源利用效率。

28、2、將發(fā)電和造水功能集成在一個系統(tǒng)中，替代船用發(fā)電機系統(tǒng)、應急發(fā)電機系統(tǒng)和造水機系統(tǒng)及其繁雜的配套附屬系統(tǒng)及設備，大幅度減少船舶系統(tǒng)及設備的復雜程度，并可降低運營維護成本，提高經(jīng)濟性。

29、3、通過提供穩(wěn)定和高質(zhì)量的淡水，可以改善船員的生活條件；在緊急情況下，如淡水供應系統(tǒng)出現(xiàn)故障，氫能燃料電池子系統(tǒng)產(chǎn)生的水可以作為應急水源，增強了船舶的自給自足能力，推動了可再生能源在船舶上的應用。

技術(shù)特征：

1.一種兼具發(fā)電和造水功能的船用燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的兼具發(fā)電和造水功能的船用燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述氫能燃料電池子系統(tǒng)包括：

3.如權(quán)利要求1或2任一項所述的兼具發(fā)電和造水功能的船用燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述氫能燃料電池子系統(tǒng)的電輸出端還連接至船艇負載設備。

4.如權(quán)利要求1所述的兼具發(fā)電和造水功能的船用燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述投藥罐的輸入端設置有加藥裝置，所述加藥裝置將藥物投放至所述投藥罐中。

5.如權(quán)利要求1所述的兼具發(fā)電和造水功能的船用燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述凈化裝置包括前置過濾器、分離器和凈化水池，所述儲水裝置輸送出的水依次經(jīng)過所述前置過濾器和所述分離器進入所述凈化水池，所述凈化水池的輸出端接通至所述投藥罐。

6.如權(quán)利要求5所述的兼具發(fā)電和造水功能的船用燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述儲水裝置、所述凈化水池和所述投藥罐處均設置有排水管。

7.如權(quán)利要求6所述的兼具發(fā)電和造水功能的船用燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述儲水裝置、所述凈化水池和所述投藥罐處均設置有溫度檢測裝置和壓力檢測裝置。

8.如權(quán)利要求1所述的兼具發(fā)電和造水功能的船用燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述消毒裝置包括紫外線殺菌消毒罐，所述紫外線殺菌消毒罐內(nèi)設置有紫外線燈，所述紫外線殺菌消毒罐的輸入端連接投藥罐的輸出端，紫外線殺菌消毒罐的輸出端連接第二用水管路。

9.如權(quán)利要求2所述的兼具發(fā)電和造水功能的船用燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述氫能燃料電池連接有不間斷電源，以提供啟動電能。

10.一種兼具發(fā)電和造水功能的船艇，其特征在于，應用于權(quán)利要求1-9任一項所述的船用燃料電池系統(tǒng)，所述船艇包括：

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及一種兼具發(fā)電和造水功能的船用燃料電池系統(tǒng)及船艇，系統(tǒng)包括氫能燃料電池子系統(tǒng)、船艇動力裝置、儲水裝置、凈化裝置、投藥罐、消毒裝置以及兩條用水管路，對氫能燃料電池子系統(tǒng)所產(chǎn)生的電和水，加以利用，電能供應于船艇的動力系統(tǒng)，水經(jīng)過凈化裝置、投藥罐、消毒裝置的處理，分配給不同的用水管路，以滿足船上不同用途的水質(zhì)要求；通過集成發(fā)電和造水功能，代替了傳統(tǒng)造水機和柴油發(fā)電機的使用，降低運營維護成本，同時提高了能源利用效率，減少對傳統(tǒng)能源的依賴和環(huán)境污染，增強了船艇的自給自足能力，提升了經(jīng)濟性和環(huán)保性。

技術(shù)研發(fā)人員：邴紹旺,王維磊,張越,秦升杰,宋懷榮,程國輝
受保護的技術(shù)使用者：青島國實智能裝備科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240516
技術(shù)公布日：2024/12/26