[發(fā)明專利]太陽能船舶在綜合運(yùn)動下改善蓄電池?fù)p耗的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710085994.5
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN106849319B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉宏達(dá);李亞楠;張晴;王琦;李志鵬;楊雙銘;韓陽;戴成;王禹婷;萬立冬
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種太陽能船舶在綜合運(yùn)動下改善蓄電池?fù)p耗的方法，其特征是：

1)根據(jù)實(shí)際航線，通過歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計出不同時段不同航段下對船舶橫搖產(chǎn)生主要影響參數(shù)的范圍，并采用超拉丁立方體抽樣生成多場景，所述主要影響參數(shù)包括海況、海上風(fēng)速、波高、對應(yīng)風(fēng)級；

2)根據(jù)航行船舶的型號來獲得船舶具體參數(shù)，所述船舶具體參數(shù)包括水線面系數(shù)、排水體積、型寬、型深；

3)對長峰波隨機(jī)海浪進(jìn)行分析，并通過海況、船舶具體參數(shù)和浪向?qū)Σ▋A角進(jìn)行修正，得到船舶橫搖角的波動情況；

4)在固定傾角輻照度計算的基礎(chǔ)上進(jìn)行參數(shù)修正，確定船舶在航行中任意時刻的光伏板處的地外輻照度；

5)考慮船舶綜合運(yùn)動和僅進(jìn)行平移運(yùn)動兩種情況來計算光伏板傾斜表面上的輻照度；

6)根據(jù)計算出來的輻照度分別得到上述兩種運(yùn)動情況下的光伏板板的輸出功率，超級電容在這里用來吸收此部分光伏波動功率，負(fù)荷的波動功率由蓄電池承擔(dān)；

7)用多次航程超級電容儲能環(huán)節(jié)吸納能量的最大值來設(shè)計超級電容的容量；

8)另一部分，蓄電池的容量確定則根據(jù)所確定的具體目標(biāo)、負(fù)荷情況、柴油機(jī)情況和船舶運(yùn)行時的運(yùn)行狀況而確定；

9)在確定超級電容的最小容量后，對超級電容的數(shù)量和占地面積進(jìn)行確定。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能船舶在綜合運(yùn)動下改善蓄電池?fù)p耗的方法，其特征是所述在固定傾角輻照度計算的基礎(chǔ)上進(jìn)行參數(shù)修正，確定船舶在航行中任意時刻的光伏板處的地外輻照度具體包括：

確定船舶在航行中任意時刻的光伏板板處的地外輻照度E，E＝E_ncos i，E_n為光伏板與大地相對位置固定、當(dāng)太陽入射光線垂直于此時的光伏板平面時、光伏板從太陽處獲得的輻照度，i為太陽光對光伏板的入射角；在固定傾角輻照度的基礎(chǔ)上依據(jù)式L_u＝L₀-(180/π)(V₀/r)(t/3600)sin(JD)、式D_u＝D₀-(180/π)(V₀/r)(t/3600)cos(JD)對地外太陽輻照度進(jìn)行修正，其中V₀為船舶的航速，t為船舶離開出發(fā)地后持續(xù)行駛的時間，首先對太陽赤緯角E_c、光伏板所在經(jīng)度、光伏板傾斜角B、太陽時角ω和光伏板方位角γ進(jìn)行修正，其中，L_u為實(shí)時緯度,D_u為實(shí)時經(jīng)度，JD為船舶航向、即船舶軸線和正南向的夾角，r為地球的平均半徑、取值為6371.39km，L₀、D₀為t₀時刻的緯度和經(jīng)度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能船舶在綜合運(yùn)動下改善蓄電池?fù)p耗的方法，其特征是所述計算光伏板傾斜表面上的輻照度具體包括：傾斜表面上的輻照度H_T＝H_Z+H_S+H_F，其中H_Z為直接光照輻照度、H_F為漫反射輻照度，H_S為反射光照輻照度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能船舶在綜合運(yùn)動下改善蓄電池?fù)p耗的方法，其特征是所述用多次航程超級電容儲能環(huán)節(jié)吸納能量的最大值來設(shè)計超級電容的容量具體包括：通過式E_sc，rated＝ΔE_sc/0.75、設(shè)計出超級電容的容量C_sc,min，C_sc,min為波動功率所需要的最小超級電容容量值，E_sc，rated為存儲的最小能量；超級電容的額定電壓為V_ref，最大端電壓為V_sc，max，ΔE_SC為超級電容釋放/吸收的能量；t₁，t₂，t₃，……順次表示平滑功率曲線和搖蕩功率曲線的n個交點(diǎn)時刻；P_K為只考慮船舶移動不考慮船舶搖擺的情況下光伏板輸出的平滑功率，P_y為同時考慮船舶移動和船舶搖擺的綜合運(yùn)動情況下的光伏板輸出的波動功率。