船舶風光儲波浪能綜合利用發(fā)電裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于發(fā)電技術領域，具體涉及一種船舶風光儲波浪能綜合利用發(fā)電裝置。
【背景技術】
[0002]因世界經濟增長緩慢和航運業(yè)運量過剩矛盾的雙重影響，船舶營運面臨著前所未有的持續(xù)低迷。高昂的燃油成本、日漸走低的投資回報率、船舶運力過剩、日漸嚴格的環(huán)保法規(guī)，國際海事組織(MO)的能效指數(EEOI)限制等等，均對船舶營運帶來了諸多挑戰(zhàn)。目前，全球船舶每年消耗的燃油約5億噸，國際海事組織(頂0)估計，如果不采用新的節(jié)能技術，到2020年，船舶能耗將上升38% — 72%，每年排放0)2達16億噸，N0X3000萬噸，占全球排放量的4%。船舶營運的背景是全球變暖的氣候變化趨勢、國際公約法規(guī)推動的低碳經濟，油價及MO規(guī)范催生新的節(jié)能技術、行業(yè)競爭和成本控制。因此，船舶節(jié)省燃油已成為航運界降本增效、節(jié)能減排、提高競爭力的重要手段。
[0003]另一方面，石化能源的限制，全球氣候變暖，控制溫室氣體排放、保護大氣環(huán)境已引起全球的普遍關注，為促進低碳經濟的發(fā)展，節(jié)能減排已成為國際社會的共同責任、高度關注的重點領域之一和基本國策。船舶運輸是石油消費的重點行業(yè)，也是溫室效應氣體(GHG)和大氣污染排放的重要來源之一，與綠色船舶技術相關的國際規(guī)范公約等強制性文件的出現，促進船舶節(jié)省燃油是緩解能源環(huán)境壓力的必然選擇之一。環(huán)保型船舶動力裝置的研究力度日益加大，進展引人矚目，可見，研制一種船舶的綠色能源利用設備，減少船舶柴油發(fā)電機的油耗，是實現可持續(xù)發(fā)展的必然需求?，F有技術中，尚未出現有效的解決方案。
【實用新型內容】
[0004]針對現有技術存在的缺陷，本實用新型提供一種船舶風光儲波浪能綜合利用發(fā)電裝置，可有效解決上述問題。
[0005]本實用新型采用的技術方案如下:
[0006]本實用新型提供一種船舶風光儲波浪能綜合利用發(fā)電裝置，包括:船舶光伏發(fā)電系統、船舶風力發(fā)電系統、船舶波浪能發(fā)電系統、船舶鋰電池儲能系統、直流并網系統、逆變系統和交流并網系統；
[0007]所述船舶光伏發(fā)電系統、所述船舶風力發(fā)電系統、所述船舶波浪能發(fā)電系統和所述船舶鋰電池儲能系統均并聯連接到所述直流并網系統的輸入端，所述直流并網系統的輸出端通過所述逆變系統與所述交流并網系統連接。
[0008]優(yōu)選的，所述船舶光伏發(fā)電系統包括船舶光伏發(fā)電系統本體以及與所述船舶光伏發(fā)電系統本體的輸出端連接的可控DC/DC并網型光伏變換器；
[0009]所述船舶風力發(fā)電系統包括船舶風力發(fā)電系統本體以及與所述船舶風力發(fā)電系統本體的輸出端連接的第I可控AC/DC并網型整流器；
[0010]所述船舶波浪能發(fā)電系統包括船舶波浪能發(fā)電系統本體以及與所述船舶波浪能發(fā)電系統本體的輸出端連接的第2可控AC/DC并網型整流器；
[0011]所述船舶鋰電池儲能系統包括鋰電池儲能系統以及與所述鋰電池儲能系統的輸出端連接的雙向可控DC/DC并網型儲能器件；
[0012]所述可控DC/DC并網型光伏變換器、所述第I可控AC/DC并網型整流器、所述第2可控AC/DC并網型整流器和所述雙向可控DC/DC并網型儲能器件并聯連接到所述直流并網系統的直流母線排。
[0013]優(yōu)選的，所述逆變系統為串聯的并網型DC/AC逆變器、升壓變壓器、有源濾波器、動態(tài)無功補償電路以及出口自動空氣斷路器。
[0014]優(yōu)選的，所述交流并網系統包括交流母線排以及多個船舶電站母線排聯絡開關；所述交流母線排并聯各個所述船舶電站母線排聯絡開關，每個所述船舶電站母線排聯絡開關安裝于向船舶用電設備供電的供電線路。
[0015]優(yōu)選的，所述船舶光伏發(fā)電系統本體包括:可卷曲光伏電池薄膜⑴和可伸縮支架(2);所述可卷曲光伏電池薄膜(I)通過所述可伸縮支架(2)固定在船舶甲板上；
[0016]其中，所述可卷曲光伏電池薄膜⑴包括可卷曲薄膜太陽電池板、基板和帆布；所述可卷曲薄膜太陽電池板的底部與所述基板的頂面固定連接；所述基板的底面固定在所述帆布上；
[0017]所述可伸縮支架(2)包括四個支架粧腿(3);各個所述支架粧腿(3)分別布置在所述可卷曲光伏電池薄膜(I)的四角位置，通過四個支架粧腿(3)，支撐所述可卷曲光伏電池薄膜⑴；
[0018]其中，每個所述支架粧腿(3)均包括:固定基座(3.1)、外套管(3.2)、內立柱(3.3)、電動機轉子(3.4)、電動機定子(3.5)和三相繞組電源;
[0019]所述內立柱(3.3)通過螺紋連接方式設置在所述外套管(3.2)的內腔，所述外套管(3.2)的底部固定安裝所述電動機轉子(3.4)，在所述電動機轉子(3.4)的外部包圍設置所述電動機定子(3.5);所述電動機轉子(3.4)可轉動安裝在所述固定基座(3.1)的頂面，所述固定基座(3.1)的底面固定在船舶甲板上；另外，所述三相繞組電源與所述電動機定子(3.5)電連接。
[0020]優(yōu)選的，所述內立柱(3.3)設置有外螺紋；所述外套管(3.2)的內部腔體設置有內螺紋；所述外螺紋和所述內螺紋嚙合；
[0021]所述電動機轉子(3.4)為鼠籠導條，所述鼠籠導條的形狀與所述外套管(3.2)的形狀相同，固定在所述外套管(3.2)的底部；
[0022]所述電動機定子(3.5)為三相感性異步電動機定子；
[0023]還包括保護外罩(3.7);所述保護外罩(3.7)套在所述外套管(3.2)和所述內立柱(3.3)的外部，并且，所述保護外罩(3.7)的頂部與所述內立柱(3.3)的頂部固定，可隨所述內立柱(3.3)的升降動作進行同步升降；
[0024]還包括:控制器、光強傳感器和風力風向傳感器；所述控制器分別與所述光強傳感器、所述風力風向傳感器以及各個支架粧腿(3)的三相繞組電源連接。
[0025]優(yōu)選的，所述船舶風力發(fā)電系統本體包括:固定基座(11)、旋轉立柱(12)、永磁發(fā)電機(13)和風力渦輪機(14);
[0026]其中，所述旋轉立柱(12)可轉動安裝于所述固定基座(11)上；所述旋轉立柱
(12)的頂面與所述風力渦輪機(14)的底面固定連接；
[0027]所述永磁發(fā)電機(13)包括永磁發(fā)電機轉子(13.1)、永久磁鐵、永磁發(fā)電機定子
(13.2)和三相交流電輸出接口(13.3);所述永磁發(fā)電機轉子(13.1)固定在所述旋轉立柱
(12)的側面；在所述永磁發(fā)電機轉子(13.1)上固定安裝N極S極交替的所述永久磁鐵；在所述永磁發(fā)電機轉子(13.1)的外部包圍設置所述永磁發(fā)電機定子(13.2)，并且，所述永磁發(fā)電機定子(13.2)固定在所述固定基座(11)上，在所述永磁發(fā)電機定子(13.2)的內部嵌入三相繞組；所述永磁發(fā)電機轉子(13.1)轉動時，帶動所述永久磁鐵同步轉動，進而切割所述永磁發(fā)電機定子(13.2)產生的磁場，通過所述三相交流電輸出接口(13.3)，輸出三相交流電。
[0028]優(yōu)選的，還包括:擺線推進器(16)和伸縮導管(17);
[0029]所述旋轉立柱(12)的底端穿過所述固定基座(11)而延伸到所述固定基座(11)的下方；在位于所述固定基座(11)下方的一段所述旋轉立柱(12)的外面，套設所述伸縮導管(17)，并且，所述伸縮導管(17)的頂面與所述固定基座(11)的底面固定連接；
[0030]所述旋轉立柱(12)的底端通過滑鍵可上下滑動安裝所述擺線推進器(16)，并且，當所述擺線推進器(16)向上滑動至全部進入所述伸縮導管(17)時，所述擺線推進器(16)與所述旋轉立柱(12)脫開；當所述擺線推進器(16)向下滑動至全部位于所述伸縮導管
(17)外面時，所述擺線推進器(16)與所述旋轉立柱(12)扣合固定。
[0031]優(yōu)選的，所述船舶鋰電池儲能系統包括:岸電(21)、隔離變壓器(22)、可控整流AC/DC單元(23)、鋰電池儲能單元(24)、并網型可控雙向DC/DC單元(25)以及電池管理單元;
[0032]所述岸電(21)經所述隔離變壓器(22)后，連接到所述可控整流AC/DC單元(23)的一端；所述可控整流AC/DC單元(23)的另一端連接到所述鋰電池儲能單元(24)的一端，所述鋰電池儲能單元(24)的另一端通過所述并網型可控雙向DC/DC單元(25)連接到船舶供電的直流母線排(26);
[0033]所述電池管理單元包括:直流母線電能檢測設備和控制電路板；所述直流母線電能檢測設備的輸入端與所述直流母線排(26)連接，所述直流母線電能檢測設備的輸出端連接到所述控制電路板的輸入端，所述控制電路板的第一輸出端連接到所述并網型可控雙向DC/DC單元(25)的充放電控制接口 ；所述控制電路板的第二輸出端連接到所述鋰電池儲能單元(24)的均衡調節(jié)控制接口。
[0034]優(yōu)選的，所述船舶波浪能發(fā)電系統本體包括振蕩浮子單元(31)、直線發(fā)電機(32)以及自適應杠桿機構(33);
[0035]其中，所述振蕩浮子單元(31)包括筒形振蕩浮子(31.1)以及浮子連桿(31.2);所述筒形振蕩浮子(31.1)伸出船舷外部且漂浮在海平面上；所述浮子連桿(31.2)的底端與所述筒形振蕩浮子(31.1)的頂端固定連接；
[0036]所述直線發(fā)電機(32)包括:動子(32.1)、永久磁鐵(32.2)、導向桿(32.3)、復位彈簧(32.4)、固定罩(32.5)、動子連桿(32.6)和定子(32.7);
[0037]所述動子(32.1)固定N極和S極交替的所述永久磁鐵(32.2)，所述動子(32.1)的上端固定所述導向桿(32.3)，通過所述導向桿(32.3)，限制所述動子(32.1)只能進行上下方向運動；所述導向桿(32.3)的頂端通過所述復位彈簧(32.4)固定在所述固定罩(32.5)的內壁；所述動子(32.1)的外部套設安裝所述定子(32.7);所述動子(32.1)的下端固定安裝所述動子連桿(32.6);
[0038]所述自適應杠桿機構(33)包括:杠桿(33.1)、杠桿支點支架(33.2)、絲桿(33.3)、滑塊(33.4)、電動機(33.5)、AC/AC變頻器(33.6)、上死點磁脈沖位置感應開關(33.7)、下死點磁脈沖位置感應開關(33.8)和檢測運動幅度磁脈沖位置感應開關(33.9);
[0039]所述杠桿(33.1)的一端與所述浮子連桿(31.2)的頂端固定連接；所述杠桿(33.1)的另一端與所述動子連桿(32.6)的底端鉸接；
[0040]所述電動機(33.5)的輸出端與所述絲桿(33.3)聯動，用于驅動所述絲桿(33.3)轉動；所述滑塊(33.4)與所述絲桿(33.3)螺紋連接，當所述絲桿(33.3)轉動時，所述滑塊(33.4)進行左右移動；
[0041]所述杠桿支點支架(33.2)的一端固定在所述滑塊(33.4)上，所述杠桿支點支架(33.2)的另一端套設于所述杠桿(33.1)上，所述杠桿支點支架(33.2)和所述杠桿(33.1)的相交位置為杠桿支點(33.10);當所述滑塊(33.4)左右移動時，帶動所述杠桿支點支架(33.2)同時左右移動，進而改變杠桿支點(33.10)的位置；
[0042]另外，所述上死點磁脈沖位置感應開關(33.7)、所述下死點磁脈沖位置感應開關(33.8)和所述檢測運動幅度磁脈沖位置感應開關(33.9)的輸出端均連接到所述AC/AC變頻器(33.6)的輸入端；所述AC/AC變頻器(33.6)的輸出端與所述電動機(33.5)的輸入端連接，可控制所述電動機(33.5)的轉動方向。
[0043]優(yōu)選的，所述筒形振蕩浮子(31.1)的外殼為不銹鋼水密保護外殼，在所述不銹鋼水密保護外殼的內部填充不透水的橡膠；所述筒形振蕩浮子(31.1)的總體質量等于直線發(fā)電機動子質量，所述筒形振蕩浮子(31.1)的浮力為直線發(fā)電機動子重量的一倍。
[0044]本實用新型提供的船舶風光儲波浪能綜合利用發(fā)電裝置具有以下優(yōu)點:
[0045](I)風能、太陽能、波浪能和蓄電池儲能采用系統化集成設計，對實現船舶能源多元化、節(jié)能減排和提高競爭力具有重要價值；
[0046](2)船舶光伏發(fā)電系統，采用風帆型式的可卷曲太陽能薄膜，并且，可卷曲太陽能薄膜通過可伸縮支架支撐，可根據需要展開或收起。白天，通過對可伸縮支架的高度控制，使太陽能薄膜自動跟蹤太陽光最強方向且調整在風阻力最小位置，提高太陽光發(fā)