一种混合动力船舶侧推动力系统的制作方法

本实用新型涉及混合动力船舶技术领域，具体涉及一种混合动力船舶侧推动力系统。

背景技术：

随着工业社会的快速发展，物质资源日渐紧缺，地球环境日益恶化。旧式船舶主要采用柴油作为动力，船舶营运会产生大量污染物造成水体和空气污染，形成酸雨和雾霾，严重危害人类健康和陆地环境。为了适应环保这一发展趋势，绿色航运将是未来船舶发展的方向。随着新型能源在船舶上应用技术的不断发展，混合动力船舶已成为实现绿色航运的重要途径。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种混合动力船舶侧推动力系统，其应用于混合动力船舶上，解决了旧式船舶动力系统污染大、耗能多的问题；其结合太阳能发电与柴油发电于一体为船舶供能，在正常运行时将多余的电量储存在蓄电池中，以便在船舶进行侧推时为船舶提供动力，相对旧式船舶动力系统来说，环保节能，减小环境污染。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种混合动力船舶侧推动力系统，应用于船舶上，所述船舶上设有侧推器，所述动力系统包括光伏发电模块、单向dc-dc变换器、柴油发电机组、ac-dc整流器、蓄电池储能装置、双向dc-dc变换器、直流配电板、变频驱动器，所述光伏发电模块的输出端通过所述单向dc-dc变换器连接所述直流配电板的输入端，所述柴油发电机组的输出端通过所述ac-dc整流器连接所述直流配电板的输入端，所述蓄电池储能装置通过所述双向dc-dc变换器连接所述直流配电板；所述直流配电板的输出端通过所述变频驱动器连接所述侧推器的电源输入端。

本技术方案的有益效果是：船舶正常航行时，光伏发电装置、柴油发电机组为船舶供能，多余的电量为蓄电池储能装置充电，保证蓄电池储能装置处于饱和状态，节省能源；当船舶靠离港口时，启动侧推器靠泊、驶离和转弯等操作，由光伏发电模块和蓄电池储能装置联合为侧推器供能，可实现侧推动力系统的零排放。另外，系统还可减少船舶的柴油发电机组过渡工况运行时间，提高柴油发电机组经济性，降低燃油消耗，减少污染物排放。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述光伏发电模块包括多个太阳能电池，多个太阳能电池串联组成多个太阳能电池组，多个太阳能电池组并联后连接所述单向dc-dc变换器的输入端，所述单向dc-dc变换器的输出端连接所述直流配电板的输入端，所述光伏发电模块向所述直流配电板输出电能。多个太阳能电池组串联后并联输出电能，增大了光伏发电模块的发电量，提高光伏发电模块的输出电压。

进一步，所述单向dc-dc变换器为单向dc-dc升压变换器。单向dc-dc升压变换器将太阳能电池组转化的低压电通过升压后输出，以达到直流配电板要求的电压。

进一步，所述蓄电池储能装置包括多个并联设置的蓄电池，每一个所述蓄电池均对应连接一个所述双向dc-dc变换器。采用多个蓄电池进行并联，以储存尽量多的电能，为侧推器提供能量。双向dc-dc变换器即可将蓄电池中的低压电升压到直流配电板需要的电压输出，也可将船舶航行时多余的电量进行降压后储存到多个并联的蓄电池中，实现了能源的充分利用。

进一步，所述柴油发电机组包括至少两个并联的柴油发电机，每个所述柴油发电机的输出端均对应连接一个所述ac-dc整流器的交流输入端，所述ac-dc整流器的直流输出端连接所述直流配电板的输入端。至少两个柴油发电机并联，保证为船舶提供足够的动力；柴油发电机输出的电能通过ac-dc整流器转化为直流电，一是便于后续逆变为适合侧推器使用的交流电，二是便于将多余的直流电经过双向dc-dc变换器降压后储存到蓄电池储能模块中。

进一步，所述变频驱动器为三相逆变器，所述三相逆变器的直流输入端连接所述直流配电板的输出端，所述三相逆变器的直流输出端连接所述侧推器的电源输入端，所述三相逆变器将所述直流配电板输出的直流电逆变为三相交流电、并输送至所述侧推器。侧推器使用三相电机提供动力，变频驱动器采用三相逆变器，将直流配电板输出的直流电逆变为适合侧推器使用的三相电源，以达到为侧推器供能的目的。

本实用新型的有益效果是：本实用新型将光伏发电装置、蓄电池储能装置和侧推动力系统相结合，利用太阳能代替化石燃料的消耗，利用蓄电池储能装置作为能量储存、补充媒介，联合为侧推系统提供能量。船舶正常航行时，由光伏发电装置、柴油发电机组为船舶供能，多余的电量为蓄电池储能装置充电，保证蓄电池储能装置处于饱和状态，节省能源；当船舶靠离港口时，启动侧推器靠泊、驶离和转弯等操作，由光伏发电模块和蓄电池储能装置联合为侧推器供能，可实现侧推动力系统的零排放，实现能源的充分利用。另外，系统还可减少船舶的柴油发电机组过渡工况运行时间，提高柴油发电机组经济性，降低燃油消耗，减少污染物排放。

附图说明

图1为本实用新型结构组成示意图；

图2为本实用新型结构组成框图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1～2所示的一种混合动力船舶侧推动力系统，应用于船舶上，所述船舶上设有侧推器，所述动力系统包括光伏发电模块、单向dc-dc变换器、柴油发电机组、ac-dc整流器、蓄电池储能装置、双向dc-dc变换器、直流配电板、变频驱动器，所述光伏发电模块的输出端通过所述单向dc-dc变换器连接所述直流配电板的输入端，所述柴油发电机组的输出端通过所述ac-dc整流器连接所述直流配电板的输入端，所述蓄电池储能装置通过所述双向dc-dc变换器连接所述直流配电板；所述直流配电板的输出端通过所述变频驱动器连接所述侧推器的电源输入端。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

本实施例中，所述光伏发电模块包括多个太阳能电池，多个太阳能电池串联组成多个太阳能电池组，多个太阳能电池组并联后连接所述单向dc-dc变换器的输入端，所述单向dc-dc变换器的输出端连接所述直流配电板的输入端，所述光伏发电模块向所述直流配电板输出电能。多个太阳能电池组串联后并联输出电能，增大了光伏发电模块的发电量，提高光伏发电模块的输出电压。

本实施例中，所述单向dc-dc变换器为单向dc-dc升压变换器。单向dc-dc升压变换器将太阳能电池组转化的低压电通过升压后输出，以达到直流配电板要求的电压。

本实施例中，所述蓄电池储能装置包括多个并联设置的蓄电池，每一个所述蓄电池均对应连接一个所述双向dc-dc变换器。采用多个蓄电池进行并联，以储存尽量多的电能，为侧推器提供能量。双向dc-dc变换器即可将蓄电池中的低压电升压到直流配电板需要的电压输出，也可将船舶航行时多余的电量进行降压后储存到多个并联的蓄电池中，实现了能源的充分利用。

本实施例中，所述柴油发电机组包括至少两个并联的柴油发电机，每个所述柴油发电机的输出端均对应连接一个所述ac-dc整流器的交流输入端，所述ac-dc整流器的直流输出端连接所述直流配电板的输入端。至少两个柴油发电机并联，保证为船舶提供足够的动力；柴油发电机输出的电能通过ac-dc整流器转化为直流电，一是便于后续逆变为适合侧推器使用的交流电，二是便于将多余的直流电经过双向dc-dc变换器降压后储存到蓄电池储能模块中。

本实施例中，所述变频驱动器为三相逆变器，三相逆变器可采用由6个mosfet组成的经典的三相逆变桥式电路，在本实施例中不再赘述。所述三相逆变器的直流输入端连接所述直流配电板的输出端，所述三相逆变器的直流输出端连接所述侧推器的电源输入端，所述三相逆变器将所述直流配电板输出的直流电逆变为三相交流电、并输送至所述侧推器。侧推器使用三相电机提供动力，变频驱动器采用三相逆变器，将直流配电板输出的直流电逆变为适合侧推器使用的三相电源，以达到为侧推器供能的目的。

为防止过流损害，本实施例在直流配电板的输入端以及输出端均设置有电流保险丝。

本实用新型的有益效果是：本实用新型将光伏发电装置、蓄电池储能装置和侧推动力系统相结合，利用太阳能代替化石燃料的消耗，利用蓄电池储能装置作为能量储存、补充媒介，联合为侧推系统提供能量。船舶正常航行时，由光伏发电装置、柴油发电机组为船舶供能，多余的电量为蓄电池储能装置充电，保证蓄电池储能装置处于饱和状态，节省能源；当船舶靠离港口时，启动侧推器靠泊、驶离和转弯等操作，由光伏发电模块和蓄电池储能装置联合为侧推器供能，可实现侧推动力系统的零排放，实现能源的充分利用。另外，系统还可减少船舶的柴油发电机组过渡工况运行时间，提高柴油发电机组经济性，降低燃油消耗，减少污染物排放。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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