專利名稱：船舶混合電力供應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求書⑴和(2)所述的船舶混合電力供應(yīng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前絕大多數(shù)船舶發(fā)電機(jī)組都是由基于消耗燃料的原動(dòng)機(jī)(11，21，31，41)來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(12，22，32，42)以獲得電力供應(yīng)的。目前船上都會(huì)有配置至少一臺(tái)輔助燃料發(fā)電機(jī)組(10)和一臺(tái)應(yīng)急發(fā)電機(jī)組 (40)，輔助燃料發(fā)電機(jī)組通過開關(guān)(13)向船舶主配電系統(tǒng)(8)供電，應(yīng)急發(fā)電機(jī)組通過開關(guān)G3)向應(yīng)急配電系統(tǒng)(7)供電。正常情況下應(yīng)急發(fā)電機(jī)不運(yùn)行，主配電系統(tǒng)⑶通過開關(guān)(9)向應(yīng)急配電系統(tǒng)(7)供電。船上的一系列的用電負(fù)荷(6)由主配電系統(tǒng)供電。當(dāng)主配電系統(tǒng)故障失電時(shí)，應(yīng)急發(fā)電機(jī)運(yùn)行，向應(yīng)急配電系統(tǒng)供電，以滿足船上的重要的負(fù)荷 (5)的電力供應(yīng)。有部分船舶上的消耗燃料的原動(dòng)機(jī)在驅(qū)動(dòng)船上推進(jìn)器04)的同時(shí)，還通過驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)至少一臺(tái)發(fā)電機(jī)(22)，通常的該驅(qū)動(dòng)裝置為齒輪箱，該發(fā)電機(jī)稱為軸帶發(fā)電機(jī)。軸帶發(fā)電機(jī)通常向主配電系統(tǒng)(8)供電。在這種情況下，為了保證發(fā)電機(jī)02)發(fā)出的電能頻率恒定，要求原動(dòng)機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速要恒定。在原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速恒定的情況下，為了滿足船舶在不同航行工況下需要不同的驅(qū)動(dòng)力，需要將驅(qū)動(dòng)器04)做成螺距可調(diào)的變距螺旋槳系統(tǒng)。還有的船舶上原動(dòng)機(jī)(31)直接驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器(34)和軸帶發(fā)電機(jī)(32)時(shí)，由于船舶在不同航行工況下需要不同的驅(qū)動(dòng)力，原動(dòng)機(jī)(31)的轉(zhuǎn)速需要在一定范圍內(nèi)調(diào)整，在這種情況下發(fā)電機(jī)0 發(fā)出的電能頻率是不恒定的。變流控制單元(36)將這種不穩(wěn)定的電能轉(zhuǎn)變成恒定頻率的電能，達(dá)到滿足船舶電網(wǎng)的要求，然后通過開關(guān)(35)向船舶主配電系統(tǒng)供電。在船舶靠碼頭裝卸貨或者維修時(shí)，可以將船上的所有燃料發(fā)電機(jī)組停止運(yùn)行，而船舶的電力供應(yīng)通過岸電系統(tǒng)(60)由陸地上電網(wǎng)提供。輔助燃料發(fā)電機(jī)組，應(yīng)急發(fā)電機(jī)組和軸帶發(fā)電機(jī)組都是以消耗燃料的原動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)力。燃料的大量消耗不僅造成了環(huán)境的污染，而且由于燃料價(jià)格的高漲，船舶的運(yùn)營成本也高居不下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了達(dá)到降低船舶燃料的消耗，同時(shí)減少環(huán)境污染的目的，將成熟的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(50)引入到船舶電力供應(yīng)系統(tǒng)，形成一種船舶混合電力供應(yīng)系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案是將風(fēng)力發(fā)電機(jī)與船舶目前存在的風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行。本發(fā)明的有益效果是，降低船舶用于發(fā)電用的燃料的消耗，以便減少環(huán)境污染并且降低船舶運(yùn)營成本。


下面借助附圖所示的本發(fā)明的船舶混合供電系統(tǒng)的實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，其中圖1為傳統(tǒng)的已知船舶電力供應(yīng)系統(tǒng)圖2為本發(fā)明的第一種實(shí)施方式圖3為本發(fā)明的第二種實(shí)施方式圖4為本發(fā)明的第三種實(shí)施方式圖5為控制變流單元06)的簡圖。本發(fā)明的具體實(shí)施方案是圖2是本發(fā)明的第一種實(shí)施方式，本發(fā)明的這種船舶混合電力供應(yīng)系統(tǒng)的特征在于，在圖一所示由燃料機(jī)發(fā)電機(jī)組(10，20，30，40)組成的船舶電力供應(yīng)系統(tǒng)中加入由風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)組(50)，且使兩種不同方式驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)組同時(shí)向船舶電網(wǎng)供電，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制變流單元(5 控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)捕捉最大風(fēng)能， 安全保護(hù)等功能，并將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出的不穩(wěn)定的電能通過變流使其變成頻率和電壓都恒定穩(wěn)定電能，達(dá)到與燃料原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)的要求后，然后通過開關(guān)(55)向主配電系統(tǒng)(8)供電，或者通過開關(guān)(56)向船舶應(yīng)急配電系統(tǒng)供電。當(dāng)設(shè)計(jì)成風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(50)通過開關(guān)(56)向船舶應(yīng)急配電系統(tǒng)供電時(shí)，在這種方式下，在船舶主配電系統(tǒng)(8)故障而無法通過開關(guān)(9)向應(yīng)急配電系統(tǒng)(7)供電時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(50)依然可以使用，通過開關(guān)(56)向船舶應(yīng)急配電部分(7)供電，這樣情況下在降低船舶燃料使用的同時(shí)，還可以提高船舶的供電安全系數(shù)。當(dāng)船舶靠碼頭裝卸貨或者到船塢修船時(shí)，為了減輕當(dāng)?shù)匚廴净蛘哂捎诩夹g(shù)問題， 船舶上燃料發(fā)電機(jī)組停止運(yùn)行，船上的電力供應(yīng)靠陸地上電網(wǎng)通過岸電系統(tǒng)(60)提供。在這種情況下風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(50)可以與岸電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行向船舶電網(wǎng)供電，以便減少岸電消耗，節(jié)約成本。如圖3所示的本發(fā)明的第二種實(shí)施方式，至少兩臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組共用一個(gè)控制變流單元(54)，并且變流單元可以通過控制開關(guān)(55)向主配電系統(tǒng)(8)供電，或者通過開關(guān) (56)向船舶應(yīng)急配電系統(tǒng)供電，這樣可以節(jié)省至少一個(gè)變流單元(53)的初置成本。如圖4所示的本發(fā)明的第三種實(shí)施方式，在船舶上安裝有帶有變流控制單元(36) 的軸帶發(fā)電機(jī)組(30)的情況下，也可以將變流控制單元的變流部分和至少一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組共用，將由燃料原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)組(30)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(50)產(chǎn)生的電能共用變流單元(36)，然后通過開關(guān)(35)向船舶電網(wǎng)供電。在電網(wǎng)⑶故障的時(shí)候可以通過開關(guān)(37) 向應(yīng)急配電系統(tǒng)⑵供應(yīng)。圖5所示的是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)能捕捉裝置的簡單原理圖。風(fēng)能捕捉裝置(70)由至少3片具有翼型形狀的葉片通過機(jī)構(gòu)(73)連接到垂直軸 (72)上，垂直軸m驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(7 運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生電能。另外一種風(fēng)能捕捉裝置(80)由至少1片具有翼型形狀的葉片的一端連接到水平軸(8 上，水平軸(8 驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(8 運(yùn)作，產(chǎn)生電能。本發(fā)明中涉及到的風(fēng)能捕捉裝置包括但不局限于以上兩種裝置。綜上所述，由于本發(fā)明使用了風(fēng)能這一清潔且持續(xù)的能源作為一種船舶電力供應(yīng)，降低的船舶燃料的消耗，在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)為船舶運(yùn)行者創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1.一種船舶用混合供電系統(tǒng)，包括至少一個(gè)燃燒燃料的原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)組(10， 20,30,40)和至少一個(gè)由風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)組(50)向船舶電網(wǎng)供電。其特征在于船舶電網(wǎng)的電源中至少有一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(50)。
2.一種船舶用混合供電系統(tǒng)，包括至少由一個(gè)燃燒燃料的原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)組 (10,20,30,40)和至少一個(gè)風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)組(50)。燃料發(fā)電機(jī)組直接和船舶電網(wǎng)(7， 8和9組成)相聯(lián)，向船舶電網(wǎng)供電，一臺(tái)或多臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通過控制變流單元(36，53， 54)向船舶電網(wǎng)供電。其特征在于至少一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通過變流單元(36，53，54)向船舶電網(wǎng)供電。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的混合供電系統(tǒng)，其特征在于至少一個(gè)風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)組(50)可以向船舶電網(wǎng)的主配電系統(tǒng)(8)供電，也可以向船舶電網(wǎng)的應(yīng)急配電系統(tǒng)(7)供電。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的混合供電系統(tǒng)，其特征在于至少一個(gè)風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)組(50)，各個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可以通過各自的變流單元(5 向船舶電網(wǎng)供電，也可以共用共同的變流單元06巧4)向船舶電網(wǎng)供電。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的混合供電系統(tǒng)，其特征在于至少一個(gè)風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)組(50)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可以與船上的燃料變頻發(fā)電機(jī)組00)共用共同的變流單元06)向船舶電網(wǎng)供電。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的混合供電系統(tǒng)，其特征在于風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)組(50)可以和岸電系統(tǒng)(60)并網(wǎng)向船舶電網(wǎng)供電。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的混合供電系統(tǒng)，其特征在于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括一個(gè)風(fēng)能捕捉裝置(51)和由該裝置驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)組(52)。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的混合供電系統(tǒng)，其特征在于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)能捕捉裝置可以是垂直軸機(jī)構(gòu)(70)，也可以是水平軸結(jié)構(gòu)(80)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的混合供電系統(tǒng)，其特征在于燃料發(fā)電機(jī)組(10，20，30，40)包括一臺(tái)由燃燒燃料的原動(dòng)機(jī)(11，21，31，41)和該由該原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)(12，22，32，42)。
全文摘要
目前的船舶絕大多數(shù)都是以石油為原料提煉出的燃料作為動(dòng)力來源，依靠燃燒燃料獲得動(dòng)力的原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行，產(chǎn)生電能并向船舶電網(wǎng)供電。但近年來石油價(jià)格飛漲，導(dǎo)致了船舶的營運(yùn)成本上漲，同時(shí)由于大量的消耗燃料，海洋環(huán)境污染也日益嚴(yán)重。本發(fā)明產(chǎn)品將風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)(50)和目前船舶上廣泛應(yīng)用的燃料發(fā)電系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行，形成了一種船舶混合電力供應(yīng)系統(tǒng)，降低了船舶燃料的消耗，同時(shí)減輕的環(huán)境污染。
文檔編號(hào)H02J3/38GK102487200SQ20091020828
公開日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2009年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月22日
發(fā)明者徐圣 申請(qǐng)人:徐圣