[發明專利]船舶光伏空調系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201410570819.1
• 申請日: 2014-10-22
• 公開（公告）號: CN104354848A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 吳志鵬
• 申請（專利權）人: 廣東美的制冷設備有限公司
• 主分類號: B63J2/12
• 分類號: B63J2/12
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明屬于船舶空調技術領域，尤其涉及一種船舶光伏空調系統及其控制方法。

背景技術

船舶空調對于控制船艙內的溫濕度，提高船員和乘客的舒適性以及一些對環境要求比較高的精密儀器有著重要的作用。傳統的船舶空調系統需要從船舶電力網中取電，而船舶的電力源往往是一臺柴油發電機，因而需要耗費大量的燃料，對于環境保護和船舶的續航能力都不利。

因此，采用不需要燃料的光伏太陽能來給船舶的空調供電越來越受到青睞。在相關技術中已經公開了一種太陽能船舶空調的方案，該方案為帶有蓄電池的系統，所以因為蓄電池固有的缺點，會造成系統的成本過高，壽命較短，且需要的擺放空間較大。另外，如果出現連續的陰雨天氣，則光伏陣列不能正常發電，并且蓄電池的容量有限，因而船舶上空調的正常使用就會受到影響。

另外，研究數據表明，光伏電池的輸出功率能力和光照強度以及結點溫度有關。例如，當光照強度固定在1000W/m²時，光伏電池輸出功率的大小與結點溫度的關系如圖1所示，圖中橫坐標為光伏電池輸出電壓，縱坐標為輸出功率，三條不同的曲線分別是結點溫度T＝325K(51.85℃)、300K(26.85℃)和275K(1.85℃)下的輸出功率電壓曲線。顯而易見，光伏電池結點溫度越高越不利于功率的輸出，溫度越低輸出功率越大。而安裝在船舶上的光伏陣列一般都會是在船艙的頂部，直接受到太陽的曝曬，尤其是在正午時分，光伏電池板的溫度會升到很高，不僅不利于功率的輸出，還會縮短光伏電池的壽命。

綜上所述，相關技術中船舶光伏空調系統存在著以下不足：

(1)帶蓄電池的船舶光伏空調方案成本過高，壽命較短，需要維護，且占用的空間較大，并且不能滿足空調全天候運行的要求。

(2)只是簡單地利用光伏陣列輸出的直流電，光伏陣列的最大功率輸出能力有待提高。

(3)光伏陣列安裝在船艙頂部，受到高溫的影響，使得輸出功率的能力受到影響。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種船舶光伏空調系統，該船舶光伏空調系統可以實現船舶空調器的全天候使用，成本低，占用空間小，光伏陣列的輸出功率得到提高。

基于上述系統的結構，本發明還提出一種船舶光伏空調系統的控制方法。

為達到上述目的，本發明一方面實施例提出一種船舶光伏空調系統，該系統包括：空調器；雙向變換器，所述雙向變換器的一端與船舶的電網相連；光伏供電裝置，所述光伏供電裝置包括光伏陣列和DC/DC變換器；切換裝置，所述切換裝置具有第一端至第三端，所述第一端與所述雙向變換器的另一端相連，所述第二端與所述光伏供電裝置相連，所述第三端與所述空調器相連；水冷卻裝置，所述水冷卻裝置用于對所述光伏陣列進行冷卻；供水裝置，所述供水裝置與所述水冷卻裝置相連，所述供水裝置用于將水冷卻裝置中水提供至船舶的水管網；以及控制裝置，所述控制裝置與所述切換裝置相連，用于對所述切換裝置進行控制。

根據本發明實施例的船舶光伏空調系統，通過水冷卻裝置對光伏供電裝置進行水冷降溫，從而可以有效地提高光伏陣列的功率輸出能力，并且還可以為船舶提供熱水。另外，通過控制裝置對切換裝置的控制可以實現光伏供電裝置或船舶電網為空調器進行雙路供電，從而可以保證空調器在任何時候可以運行。另外，通過切換裝置和雙向變換器，使得電能可以在光伏供電裝置和船舶電網之間進行雙向流動，可以把光伏陣列輸出的富余電能傳輸給船舶電網，既提高了光伏陣列的利用率，又對船舶的電網進行了補充，減少了船舶用于發電的這部分燃料消耗，提高了船舶的續航能力，相較于相關技術中需要蓄電池的方案，本發明的系統成本高，維護簡單，光伏陣列利用率高。

在本發明的一些實施例中，其中，當所述光伏供電裝置處于發電狀態，且所述空調器處于開機狀態時，所述控制裝置控制所述切換裝置的第二端與所述第三端接通，以使所述光伏供電裝置為所述空調器供電；當所述光伏供電裝置處于發電狀態，且所述空調器處于關機狀態時，所述控制裝置控制所述切換裝置的第二端與所述第一端接通，以使所述光伏供電裝置為所述船舶的電網供電；以及當所述光伏供電裝置未處于發電狀態，且所述空調器處于開機狀態時，所述控制裝置控制所述切換裝置的第一端與所述第三端接通，以使所述船舶的電網為所述空調器供電。