一种利用光伏供电直接并网的船舶的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种船舶电站，更具体地说，涉及一种低燃油消耗的船舶电站。
【背景技术】
[0002]由于燃油成本因素的影响及排放带来的环保压力，节能降耗一直船舶市场研究的热点，船舶电站主要多个柴油发电机组构成，将光伏电站做为柴油发电机电站的补充不但可以降低船舶燃油消耗，降低成本，还可以减少氮氧化物、硫氧化物和二氧化碳的排放;尤其在船舶停泊时，联合使用船舶停泊发电机和光伏电站可以满足全船的电力需求，获得较高燃油效率，减少主柴油发电机组的使用时间，节约维护成本。
【发明内容】
[0003]本发明旨在提供一种清洁、稳定、低油耗的船用光伏电站，从而提高船舶的用电性會K。
[0004]为了达到上述目的，本发明一种利用光伏供电直接并网的船舶，包括布置在油船、散货船、集装箱船开敞甲板上的多组光伏板，所述光伏板通过直流汇流箱输出直流电力，经过直流开关柜送至并网逆变器;所述并网逆变器输出交流电力，经交流配电箱向主电网送出与主电网电制相同的电力；所述直流汇流箱、直流开关柜、并网逆变器设置于船体机舱中；所述主电网包括布置于集控室中的主配电板;所述主配电板还连接了由各自开关控制的主柴油发电机、停泊柴油发电机。
[0005]优选方式下，所述光伏板布置于船舶的艉部系泊区域所在甲板上方、船舶的驾驶室两翼开敞区域、居住区两侧开敞区域、散货货舱舱口盖表面。
[0006]本发明利用光伏板将太阳光能转换为电能，通过并网逆变器与船舶主电网直接并网，向主电网供应电力，而非向特定的负载供电；即可以与主柴油发电机并行向电网供电，也可以与停泊柴油发电机并行向电网供电。船舶在正常航行时使用主柴油发电机向主电网提供电力，船舶在停泊时使用港口发电机向主电网供应电力;主柴油发电机、港口发电机可以分别光伏电站并行向电网供电。
[0007]本发明的优点在于:利用光伏电站的电力减小柴油发电机燃油消耗，同时光伏电站产生的电力送入主电网，做到完全利用。
【附图说明】
[0008]图1是利用光伏直接并网的高效船舶电站原理示意图。
[0009]图2是光伏板连接示意图。
[0010]图3是光伏板船上布置示意图。
【具体实施方式】
[0011]本发明设有可以直接并入主电网的光伏电站、停泊柴油发电机组和常规船舶配备的主柴油发电机组，均安装于船上。其中光伏电站，包括光伏板、汇流装置、并网逆变器。光伏板是将太阳光能转换为直流电能的原件，多个光伏板通过串联成一路，再将同样的多路光伏板并联，与汇流装置连接，即可输出直流电力;汇流装置是将多路光伏板的直流电力汇合后集中输出的装置，并设有防止多路光伏板由于异常因素导致的电压不平衡引起的电流回流;并网逆变器用于将直流电力逆变成交流电力，并将其调整为与主电网电制相同的电力，且自动检测并网所需的主电网各个物理量，实现自动直接并入主电网，此种直接并网方式，可以最大限度利用光伏电力，且在光伏电站容量选定时也十分灵活，不必考虑光伏电力消耗不掉的因素；停泊柴油发电机组是用于停泊时供给船舶电力的设备，容量远小于主柴油发电机组，可以向船舶主电网供电，满足停泊时船舶电力需求;主柴油发电机，船舶设置三台，向船舶主电网供电，满足正常航行时的船舶电力需求;船舶正常航行时，主柴油发电机组向主电网供电，光伏电站可以通过并网逆变器直接并网，并网后柴油发电机组可以减小相应的负荷，节省燃油消耗；当船舶在港口停泊时，停泊柴油发电机组工作，主柴油发电机组停机，光伏电站可以通过并网逆变器直接并网，并网后停泊柴油发电机组可以减小相应的负荷，节省燃油消耗；
[0012]图1为利用光伏直接并网的高效船舶电站原理示意图，其中光伏板I按照逆变器可以接受的电压等级，每10个或20个，也可根据实际情况选择适当数量串联为一路，多路光伏板再通过汇流装置2将电流汇流后输出至并网逆变器3，并网逆变器与主电网相连;船舶设有3台或更多的主柴油发电机组4安装于机舱、I台停泊发电机组5安装于主甲板以上的舱室内，主柴油发电机组与主配电板6相连接用于向船舶主电网供应电力，停泊发电机组通过应急配电板，船舶停泊时向船舶主电网供应电力。船舶正常航行时，I台或2台主柴油发电机运行后，主电网获得电力，此时启动光伏电站，并网逆变器自动检测主电网电压、频率、相序、相角等并网必需的电气参数，同时调整逆变器的相应输出电气参数，调整一致后，自动合闸将光伏电力并入主电网，并通过并网逆变器的控制系统调节输出电流到适应此时光照强度的允许电流值;主配电板内的电力管理系统检测到发电机侧汇流排的电流减小，发出减低主柴油发电机组负荷的指令，主柴油发电机组相应减少燃油喷射量，从而降低主柴油发电机组的燃油消耗。船舶在港口停泊时，船上用电负荷主要以安全、生活、通信设备为主，电力需求不大，起动停泊柴油发电机组通过配电设备接入主配电板从而向主电网供电，主电网获得电力，此时按照前述启动光伏电站，自动合闸将光伏电力并入主电网，主配电板内的电力管理系统发出减小停泊柴油发电机组负荷的指令，降低停泊柴油机的燃油消耗。
[0013]图2为光伏板连接示意图，其中光伏板I串联后再并联，接入汇流装置2，汇流装置内部每路的二极管，防止每路光伏板间由于电压不平衡造成的电流回流，直流电力通过汇流装置汇集后输出，通过保护装置送入并网逆变器。
[0014]图3为光伏板布置示意图，其中光伏板I布置在油船、散货船、集装箱船等船舶的开敞甲板处，如图3布置在30万吨原油船的C甲板处，采用水平安装，尽可能布置高度较高的位置，防止上浪损坏光伏板，要考虑安装、维护、逃生空间。
[0015]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种利用光伏供电直接并网的船舶，其特征在于，包括布置在油船、散货船、集装箱船开敞甲板上的多组光伏板(I)， 所述光伏板(I)通过直流汇流箱(2)输出直流电力，经过直流开关柜送至并网逆变器(3);所述并网逆变器(3)输出交流电力，经交流配电箱向主电网送出与主电网电制相同的电力； 所述直流汇流箱(2)、直流开关柜、并网逆变器(3)设置于船体机舱中； 所述主电网包括布置于集控室中的主配电板(6); 所述主配电板(6)还连接了由各自开关控制的主柴油发电机(4)、停泊柴油发电机(5)。2.根据权利要求1所述利用光伏供电直接并网的船舶，其特征在于，所述光伏板(I)布置于船舶的艉部系泊区域所在甲板上方、船舶的驾驶室两翼开敞区域、居住区两侧开敞区域、散货货舱舱口盖表面。
【专利摘要】本实用新型一种利用光伏供电直接并网的船舶，包括布置在油船、散货船、集装箱船开敞甲板上的多组光伏板(1)，所述光伏板(1)通过直流汇流箱(2)输出直流电力，经过直流开关柜送至并网逆变器(3)；所述并网逆变器(3)输出交流电力，经交流配电箱向主电网送出与主电网电制相同的电力；所述直流汇流箱(2)、直流开关柜、并网逆变器(3)设置于船体机舱中；所述主电网包括布置于集控室中的主配电板(6)；所述主配电板(6)还连接了由各自开关控制的主柴油发电机(4)、停泊柴油发电机(5)。本实用新型由于使用了直接并入主电网的光伏电力，最大程度的利用太阳光能，节省船上燃油消耗，提高了船舶电站的能源利用率，降低了成本。
【IPC分类】H02J3/38
【公开号】CN205231765
【申请号】CN201521115653
【发明人】王笑虹, 张恩国, 薛莉莉
【申请人】大连船舶重工集团有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月29日