[發明專利]太陽能與風能混合動力船舶

有效

• 申請號: 201410209365.5
• 申請日: 2014-05-19
• 公開（公告）號: CN105015749B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 陳愛國
• 申請（專利權）人: 陳愛國
• 主分類號: B63H21/17
• 分類號: B63H21/17;B63H9/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種太陽能與風能混合動力船舶，其特征在于：其包括風能推進系統(1)、太陽能推進與供電系統(2)和專門設計船型的船舶(3)；所述的風能推進系統(1)由太陽能風帆(11)、風帆90°俯仰機械裝置(12)、風帆360°旋轉裝置(13)和風帆控制系統(14)組成；所述的太陽能推進與供電系統(2)由太陽能發電系統(21)、電力管理系統(22)、鋰電池組(23)、船舶電力推進系統(24)組成；所述的專門設計船型的船舶(3)主要是指為了最大化太陽能板的面積，以獲得大的太陽能功率，可采用專門設計的多體船(31)；

所述的風帆90°俯仰裝置(12)指的是風帆(11)與圓形風帆座(121)采用鉸鏈(122)聯接，風帆(11)與圓形風帆座(121)在90°范圍內的相對俯仰轉動由活塞式液壓油缸(123)驅動；所述的風帆360°旋轉裝置(13)指的是在風帆座(121)的底部邊緣外圓環形區域(131)與船體座(132)滑動配合，以實現風帆的重量支撐和端面間的相對轉動，底部圓周中心圓區域為一凸出的圓柱體(133)，圓柱體的末端安裝推力軸承(134)和軸齒輪(135)，軸齒輪(135)與一個驅動齒輪(136)相嚙合，從而實現風帆(11)360°旋轉；

所述的風帆控制系統(14)由檢測系統(141)、中央處理系統(142)、風帆控制執行系統(143)和人機界面器(144)組成；所述的檢測系統(141)包括風帆俯仰角檢測傳感器(1411)、風帆與船舶中軸線水平面內夾角檢測傳感器(1412)、船舶航向角檢測傳感器(1413)、風力檢測傳感器(1414)、風向檢測傳感器(1415)和光照傳感器(1416)，以及信號調整器(1417)、數據采集卡(1418)、電源、數據采集線組成；

風帆控制系統(14)通過風帆俯仰角檢測傳感器(1411)、風帆與船舶中軸線水平面內夾角檢測傳感器(1412)、船舶航向角檢測傳感器(1413)、風力檢測傳感器(1414)、風向檢測傳感器(1415)和光照傳感器(1416)檢測出風帆俯仰角、旋轉角、船舶航向角、風力、風向和光照方向與強度信號，通過信號調整器(1417)的調理，經過數據采集卡(1418)，采集到中央處理系統(142)中，中央處理系統(142)通過對這些信號的模數轉換和建模分析，通過計算給出最大化綜合利用風能和太陽能需轉動的旋轉角和俯仰角，并轉化成控制電信號輸出到風帆控制執行系統(143)，風帆控制執行系統(143)根據接收的控制電信號，控制活塞式液壓機構和軸齒輪運動，自動調整風帆到最佳姿態；風吹到太陽能風帆上在船舶舵的配合使用下，推動船舶前進。

2.根據權利要求1所述的太陽能與風能混合動力船舶，其特征在于：所述的太陽能風帆(11)是一個截面為機翼流體型的固體帆，風吹過帆后由于流體動力作用對帆形成一個推力，推動船舶前進，同時在帆的表面布置太陽能板(211)吸收太陽能。

3.根據權利要求1所述的太陽能與風能混合動力船舶，其特征在于：所述的風帆控制執行系統(143)主要是通過接收控制電信號，控制活塞式液壓機構和小軸齒輪運動，以便自動調整風帆到最佳姿態；同時該風帆控制系統也可手動輸入指令，可調整風帆至任意想要的姿態。

4.根據權利要求1所述的太陽能與風能混合動力船舶，其特征在于：所述的太陽能發電系統(21)主要是由眾多的吸收太陽光轉換太陽能為電能的太陽能板(211)聯接而成，這些太陽能板安裝在風帆(11)和船舶的露天甲板上。

5.根據權利要求1所述的太陽能與風能混合動力船舶，其特征在于：所述的電力管理系統(22)主要是根據風能驅動的充足程度和太陽能的充足程度，調度太陽能發電系統是進行完全蓄電、部分蓄電部分推進供電、還是全部用于推進供電，調度蓄電池進行蓄電還是供電推進。