利用自然能向電動船舶供能的系統和方法
2023-05-26 20:29:11
專利名稱：利用自然能向電動船舶供能的系統和方法
技術領域：
本發明涉及自然能發電應用技術領域，尤其涉及一種利用自然能向電動船舶供能的系統
和方法。
背景技術：
現有電動船舶一般是採用電動機加傳動裝置帶動螺旋槳來推動船舶運行，電動機所需的 電能則由安放在船舶上蓄電池提供，而蓄電池存儲的電能則來源於市電電網。當電動船舶可 停靠碼頭吋，如果需要充電，只需用電纜直接對蓄電池充電即可。
眾所周知，全球能源短缺日益嚴重。如何利用自然能給電動船舶的蓄電池供電以降低電 動船舶對石油、煤炭等不可再生能源的依賴，緩解能源危機，保護大氣及海洋環境是目前亟 待解決的問題。而我國有1萬8千多公裡的海岸線長度，淺海陸架寬廣，豐富的海上風能資 源為風力發電的發展提供了充足的資源。而且隨著太陽能光伏發電效率的提高，光伏發電成 本的降低，電池容量成倍增加並且趨向體積小、功率大、使用壽命長，重量輕的發展勢態， 使得利用太陽能和風能等自然能為船舶供能成為可能。
目前還沒有利用太陽能、風能等自然能向電動船舶供能的技術方案，以滿足不同類型的 電動船舶所需的電能，降低對石油、煤炭等不可再生能源的依賴和船舶噪聲汙染，緩解能源 危機，保護大氣及海洋環境。
發明內容
本發明提供一種了利用自然能向電動船舶供能的系統和方法，以實現利用太陽能、風能 等自然能向電動船舶供能的技術方案，降低對石油、煤炭等不可再生能源的依賴和船舶噪聲 汙染，緩解能源危機，保護大氣及海洋環境。
為達到上述目的，本發明實施例一方面提供了一種利用自然能向電動船舶供能的系統， 包括
風-光混合電站，用於將風能和太陽輻射的光能轉變成直流電，並將所述直流電存儲在碼頭加能場站；
聯網控制系統，與所述風-光混合電站連接，用於檢測當前所述風-光混合電站的工作狀 態和所述碼頭加能場站存儲的電量，並將檢測結果發送至所述碼頭加能場站，如果檢測到所 述碼頭加能場站存儲的電量已滿且所述風-光混合電站的工作狀態正常，則將所述風-光混合 電站發出的多餘的直流電轉變成交流電，並將所述交流電併入市電電網，如果檢測到所述碼 頭加能場站存儲的電量未滿或所述風-光混合電站的工作狀態非正常，則將市電電網提供的交 流電轉變成直流電，並將所述直流電輸送至所述碼頭加能場站；
碼頭加能場站，與所述風-光混合電站和所述聯網控制系統連接，用於存儲來自所述風-光混合電站發出的直流電和所述聯網控制系統將所述市電電網提供的交流電轉變成的直流 電，如果有電動船舶停靠碼頭，則根據所述電動船舶的停靠時間及安放於所述電動船舶上的 蓄電池貨櫃的型號和電量對所述蓄電池貨櫃進行更換或充電。
本發明的利用自然能向電動船舶供能的系統，所述風-光混合電站，包括
太陽能光伏發電子系統，用於將太陽能變換為直流電，並將所述直流電存儲在碼頭加能
場站；
風能發電子系統，用於將風能變換為直流電，並將所述直流電存儲在碼頭加能場站。 本發明的利用自然能向電動船舶供能的系統，所述太陽能光伏發電子系統，包括
若干個太陽能光伏電池，安裝於陸地空曠處、海岸線和淺海陸架，用於將太陽輻射的光
能轉變成直流電；
若干個防反充二極體，與所述太陽能光伏電池和所述碼頭加能場站連接，用於將所述太 陽能光伏電池獲取的直流電充入所述碼頭加能場站，並防止所述碼頭加能場站反向向所述太 陽能光伏電池充電。
本發明的利用自然能向電動船舶供能的系統，所述風能發電子系統包括 若干個風能發電裝置，安裝於陸地空曠處、海岸線和淺海陸架，用於將風能轉變成直流
電；
若干個穩壓裝置，與所述風能發電裝置和所述碼頭加能場站連接，用於對所述風能發電 裝置獲取的直流電進行穩壓處理，並將處理後的直流電存儲在所述碼頭加能場站。 本發明的利用自然能向電動船舶供能的系統，所述聯網控制系統，包括 檢測器，與所述防反充二極體、所述穩壓裝置和所述碼頭加能場站連接，用於檢測當前 所述防反充二極體和所述穩壓裝置的工作狀態以及所述碼頭加能場站存儲的電量，獲取檢測結果，並將檢測結果發送至微控制器和所述碼頭加能場站；
微控制器，與所述檢測器連接，用於對所述檢測器獲取的檢測結果進行處理，並在處理後向DC/AC變換器發送DC/AC變換控制指令，或向AC/DC變換器發送AC/DC變換控制指令；
DC/AC變換器，與所述微控制器連接，用於根據所述微控制器發送的DC/AC變換控制指令將所述碼頭加能場站存儲的直流電轉變成交流電；
升壓變壓器，與所述DC/AC變換器連接，用於將所述DC/AC變換器輸出的交流電進行升壓處理後併入所述市電電網；
降壓變壓器，用於將所述市電電網提供的交流電進行降壓處理；
AC/DC變換器，與所述微控制器和所述降壓變壓器連接，用於根據所述微控制器發送的AC/DC變換控制指令將所述降壓變壓器輸出的交流電轉變成直流電，並將所述直流電輸送至所述碼頭加能場站。
本發明的利用自然能向電動船舶供能的系統，所述碼頭加能場站，包括
若干個蓄電池貨櫃，與所述防反充二極體、所述穩壓裝置和所述AC/DC變換器連接，用於存儲來自所述太陽能光伏電池、所述風能發電裝置和所述AC/DC變換器的直流電；
識別裝置，與碼頭調度系統連接，當從所述碼頭調度系統獲知有電動船舶停靠碼頭時，對安放於所述電動船舶上的蓄電池貨櫃的晶片進行識別掃描，獲取所述蓄電池貨櫃的蓄電池信息，所述蓄電池信息至少包括蓄電池的型號和電量，並將所述蓄電池信息傳送至控制計算機；
控制計算機，與所述識別裝置和碼頭調度系統連接，用於從所述碼頭調度系統獲取所述電動船舶的停靠時間，並根據所述電動船舶的停靠時間、所述檢測器發送的檢測結果和所述識別裝置發送的蓄電池信息生成第一控制指令並發送給貨櫃橋吊，或者，根據所述電動船舶的停靠時間、所述檢測器發送的檢測結果和所述識別裝置發送的蓄電池信息生成第二控制指令並發送給充電機械手；
貨櫃橋吊，與所述控制計算機連接，用於根據所述控制計算機發送的第一控制指令從存放所述若干個蓄電池貨櫃的碼頭加能場站中取出已充滿且與所述待充電電動船舶的蓄電池貨櫃型號相同的蓄電池貨櫃，並用所述取出的蓄電池貨櫃去更換安放於所述電動船舶上的蓄電池貨櫃，並將所述被更換的蓄電池貨櫃放在所述碼頭加能場站中進行充電；
充電機械手，與所述控制計算機連接，用於根據所述控制計算機發送的第二控制指令對安放於所述電動船舶上的蓄電池貨櫃進行充電。後臺管理模塊，與所述控制計算機連接，用於從所述控制計算機獲取安放於電動船舶上的蓄電池貨櫃的充電信息和蓄電池貨櫃的更換信息，根據所述充電信息和所述更換信息進行財務結算，並顯示輸出結算結果。
另方面，本發明實施例還提供了一種利用自然能向電動船舶供能的方法，包括以下步
驟
風-光混合電站將發出的直流電充入蓄電池貨櫃中；
檢測器對當前所述風-光混合電站的工作狀態和所述蓄電池貨櫃存儲的電量進行檢測，並將檢測結果發送至微控制器和控制計算機；
所述微控制器對所述檢測結果進行處理，如果所述蓄電池貨櫃存儲的電量已滿且所述風-光混合電站的工作狀態正常，則向DC/AC變換器發送DC/AC變換控制指令，如果所述蓄電池貨櫃存儲的電量未滿或所述風-光混合電站的工作狀態非正常，則向AC/DC變換器發送AC/DC變換控制指令；
所述DC/AC變換器將所述風-光混合電站發出的多餘的直流電轉變成交流電，並將所述交流電併入市電電網，或者，所述AC/DC變換器將市電電網提供的交流電轉變成直流電，並將所述直流電輸送至所述蓄電池貨櫃；
當所述識別裝置從碼頭調度系統獲知有電動船舶停靠碼頭時，對安放於所述電動船舶上的蓄電池貨櫃的晶片進行識別掃描，獲取所述蓄電池貨櫃的蓄電池信息，所述蓄電池信息至少包括蓄電池的型號和電量，並將所述蓄電池信息傳送至所述控制計算機；
所述控制計算機從所述碼頭調度系統獲取所述電動船舶的停靠時間，並根據所述電動船舶的停靠時間、所述檢測結果和所述蓄電池信息生成第一控制指令並發送給貨櫃橋吊，或者，根據所述電動船舶的停靠時間、所述檢測結果和所述識別裝置發送的蓄電池信息生成第二控制指令並發送給充電機械手；
所述貨櫃橋吊根據所述控制計算機發送的第一控制指令從存放所述若干個蓄電池貨櫃的碼頭加能場站中取出已充滿且與所述待充電電動船舶的蓄電池貨櫃型號相同的蓄電池貨櫃，用所述取出的蓄電池貨櫃去更換安放於所述電動船舶上的蓄電池貨櫃，並將所述被更換的蓄電池貨櫃放在所述碼頭加能場站中進行充電，或者，所述充電機械手根據所述控制計算機發送的第二控制指令對安放於所述電動船舶上的蓄電池貨櫃進行充電。
本發明的利用自然能向電動船舶供能的方法，在所述貨櫃橋吊將所述被更換的蓄電池貨櫃放在所述碼頭加能場站中進行充電之後，或者，在所述充電機械手根據所述控制計算
9機發送的第二控制指令對安放於所述電動船舶上的蓄電池貨櫃進行充電之後，還包括
所述後臺管理模塊從所述控制計算機獲取安放於電動船舶上的蓄電池貨櫃的充電信息和蓄電池貨櫃更換信息，根據所述充電信息和更換信息進行財務結算，並顯示輸出結算結果。
本發明的利用自然能向電動船舶供能的方法，在所述DC/AC變換器將所述風-光混合電站發出的多餘的直流電轉變成交流電之後，還包括
所述升壓變壓器將所述DC/AC變換器輸出的交流電進行升壓處理。
本發明的利用自然能向電動船舶供能的方法，在所述AC/DC變換器將市電電網提供的交流電轉變成直流電之前，還包括
所述降壓變壓器將所述市電電網提供的交流電進行降壓處理。
因此，本發明實施例通過風-光混合電站將太陽能和風能變換為電能，供碼頭加能場站及為電動船舶蓄電池貨櫃艙充電使用，同時本系統還與市電電網相連，當白天天氣晴好、風力較大時，風-光混合電站的發電電量充足，可將多餘電量併入市電電網供其他負載使用，當夜晚或白天為陰雨天氣、風力較弱時，可將市電電網的交流電變換為直流電，供碼頭加能場站及為電動船舶蓄電池貨櫃艙充電使用，二者互為補充，因此實現了穩定可靠的利用自然能向電動船舶供能，降低了對石油、煤炭等不可再生能源的依賴和船舶噪聲汙染，緩解了能源危機，保護了大氣及海洋環境。
圖1為本發明實施例的利用自然能向電動船舶供能的系統結構示意圖；圖2為本發明實施例的利用自然能向電動船舶供能的方法流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的利用自然能向電動船舶供能的系統的具體實施方式
進行詳細描
述
如圖1所示，為本發明實施例的利用自然能向電動船舶供能的系統結構示意圖。本發明實施例的利用自然能向電動船舶供能的系統包括風-光混合電站l，用於將風能和太陽輻射
的光能轉變成直流電，並將所述直流電存儲在碼頭加能場站3。聯網控制系統2，與風-光混合電站1連接，用於檢測當前風-光混合電站1的工作狀態和碼頭加能場站3存儲的電量，並將檢測結果發送至碼頭加能場站3，如果檢測到碼頭加能場站3存儲的電量已滿且風-光混合電站1的工作狀態正常，則將風-光混合電站1發出的多餘的直流電轉變成交流電，並將交流電併入市電電網，如果檢測到碼頭加能場站3存儲的電量未滿或風-光混合電站1的工作狀態非正常，則將市電電網提供的交流電轉變成直流電，並將直流電輸送至碼頭加能場站3。碼頭加能場站3,與風-光混合電站1和聯網控制系統2連接，用於存儲來自風-光混合電站1發出的直流電和聯網控制系統2將市電電網提供的交流電轉變成的直流電，如果有電動船舶停靠碼頭，則根據該電動船舶的停靠時間及安放於該電動船舶上的蓄電池貨櫃的型號和電量對該蓄電池貨櫃進行更換或充電。
上述風-光混合電站，進一步包括太陽能光伏發電子系統11，用於將太陽能變換為直流電，並將直流電存儲在碼頭加能場站3。風能發電子系統12，用於將風能變換為直流電，並將直流電存儲在碼頭加能場站3。其中太陽能光伏發電子系統11，又包括若干個太陽能光伏電池110,安裝於陸地空曠處、海岸線和淺海陸架，用於將太陽輻射的光能轉變成直流電。若干個防反充二極體111，與太陽能光伏電池110和碼頭加能場站3連接，用於將太陽能光伏電池110獲取的直流電充入碼頭加能場站3，並防止碼頭加能場站3反向向太陽能光伏電池110充電。風能發電子系統12，又包括若干個風能發電裝置120，安裝於陸地空曠處、海岸線和淺海陸架，用於將風能轉變成直流電。若干個穩壓裝置121，與風能發電裝置120和碼頭加能場站3連接，用於對風能發電裝置120獲取的直流電進行穩壓處理，並將處理後的直流電存儲在碼頭加能場站3。
上述聯網控制系統，進一步包括:檢測器21，與防反充二極體ll、穩壓裝置121和碼頭加能場站3連接，用於檢測當前防反充二極體111和穩壓裝置121的工作狀態以及碼頭加能場站3存儲的電量，獲取檢測結果，並將檢測結果發送至微控制器22和碼頭加能場站3。其中微控制器22，與檢測器21連接，用於對檢測器21獲取的檢測結果進行處理，並在處理後向DC/AC變換器23發送DC/AC變換控制指令或向AC/DC變換器26發送AC/DC變換控制指令。DC/AC變換器23，與微控制器22連接，用於根據微控制器22發送的DC/AC變換控制指令將碼頭加能場站3存儲的直流電轉變成交流電。升壓變壓器24，與DC/AC變換器23連接，用於將DC/AC變換器23輸出的交流電進行升壓處理後併入市電電網。降壓變壓器25，用於將市電電網提供的交流電進行降壓處理。AC/DC變換器26,與微控制器22和降壓變壓器25連接，用於根據微控制器22發送的AC/DC變換控制指令將降壓變壓器26輸出的交流電轉變成直流電，並將該直流電輸送至碼頭加能場站3。上述碼頭加能場站，進一步包括:若干個蓄電池貨櫃31,與防反充二極體lll、穩壓裝置121和AC/DC變換器26連接，用於存儲來自太陽能光伏電池110、風能發電裝置120和AC/DC變換器26的直流電。識別裝置32，與碼頭調度系統連接，當從碼頭調度系統獲知有電動船舶停靠碼頭時，對安放於該電動船舶上的蓄電池貨櫃的晶片進行識別掃描，獲取該蓄電池貨櫃的蓄電池信息(蓄電池信息至少包括蓄電池的型號和電量)，並將蓄電池信息傳送至控制計算機33。控制計算機33,與識別裝置32和碼頭調度系統連接，用於從碼頭調度系統獲取電動船舶的停靠時間，並根據該電動船舶的停靠時間、檢測器21發送的檢測結果和識別裝置32發送的蓄電池信息生成第一控制指令並發送給貨櫃橋吊34，或者，根據該電動船舶的停靠時間、檢測器21發送的檢測結果和識別裝置32發送的蓄電池信息生成第二控制指令並發送給充電機械手35。貨櫃橋吊34，與控制計算機33連接，用於根據控制計算機33發送的第一控制指令從存放若干個蓄電池貨櫃31的碼頭加能場站3中取出已充滿且與待充電電動船舶的蓄電池貨櫃型號相同的蓄電池貨櫃，並用取出的蓄電池貨櫃去更換安放於該電動船舶上的蓄電池貨櫃，並將被更換的蓄電池貨櫃放在碼頭加能場站3中進行充電。充電機械手35，與控制計算機33連接，用於根據控制計算機33發送的第二控制指令對安放於該電動船舶上的蓄電池貨櫃進行充電。後臺管理模塊36，與控制計算機33連接，用於從控制計算機33獲取安放於電動船舶上的蓄電池貨櫃的充電信息和蓄電池貨櫃的更換信息，根據充電信息和更換信息進行財務結算，並顯示輸出結算結果，供工作人員及客戶査看。
本領域技術人員可以理解上述實施例中的裝置中的單元可以按照實施例描述分布於實施例的裝置中，也可以進行相應變化位於不同於本實施例的一個或多個裝置中。上述實施例的單元可以合併為一個單元，也可以進一步拆分成多個子單元。
如圖2所示，為本發明實施例的利用自然能向電動汽車供能的方法流程圖，具體包括以下歩驟-
步驟S201，風-光混合電站將發出的直流電充入蓄電池貨櫃中。
步驟S202，檢測器對當前風-光混合電站的工作狀態和蓄電池貨櫃存儲的電量進行檢測，並將檢測結果發送至微控制器和控制計算機。
步驟S203，微控制器對檢測結果進行處理，如果蓄電池貨櫃存儲的電量已滿且風-光混合電站的工作狀態正常，則向DC/AC變換器發送DC/AC變換控制指令，如果蓄電池貨櫃存儲的電量未滿或風-光混合電站的工作狀態非正常，則向AC/DC變換器發送AC/DC變換控制指令。
歩驟S204，DC/AC變換器將風-光混合電站發出的多餘的直流電轉變成交流電，在升壓變壓器將所述DC/AC變換器輸出的交流電進行升壓處理後，將交流電併入市電電網，或者，AC/DC變換器將市電電網提供的且經降壓變壓器降壓後的交流電轉變成直流電，並將直流電輸送至蓄電池貨櫃。
步驟S205,當識別裝置從碼頭調度系統獲知有電動船舶停靠碼頭時，對安放於電動船舶上的蓄電池貨櫃的晶片進行識別掃描，獲取蓄電池貨櫃的蓄電池信息，所蓄電池信息至少包括蓄電池的型號和電量，並將蓄電池信息傳送至控制計算機。
歩驟S206，控制計算機從碼頭調度系統獲取電動船舶的停靠時間，並根據電動船舶的停靠時間、檢測結果和蓄電池信息生成第一控制指令並發送給貨櫃橋吊，或者，根據電動船舶的停靠時間、檢測結果和所述識別裝置發送的蓄電池信息生成第二控制指令並發送給充電機械手。
步驟S207，貨櫃橋吊根據控制計算機發送的第一控制指令從存放若干個蓄電池貨櫃的碼頭加能場站中取出己充滿且與待充電電動船舶的蓄電池貨櫃型號相同的蓄電池貨櫃，並用取出的蓄電池貨櫃去更換安放於電動船舶上的蓄電池貨櫃，並將被更換的蓄電池貨櫃放在碼頭加能場站中進行充電，或者，充電機械手根據控制計算機發送的第二控制指令對安放於電動船舶上的蓄電池貨櫃進行充電。
步驟S208,後臺管理模塊從控制計算機獲取安放於電動船舶上的蓄電池貨櫃的充電信息和蓄電池貨櫃更換信息，根據充電信息和更換信息進行財務結算，並顯示輸出結算結果，供工作人員及客戶查看。
因此，本發明實施例通過風-光混合電站將太陽能和風能變換為電能，供碼頭加能場站及為電動船舶蓄電池貨櫃艙充電使用，同時本系統還與市電電網相連，當白天天氣晴好、風力較大時，風-光混合電站的發電電量充足，可將多餘電量併入市電電網供其他負載使用，當夜晚或白天為陰雨天氣、風力較弱時，可將市電電網的交流電變換為直流電，供碼頭加能場站及為電動船舶蓄電池貨櫃艙充電使用，二者互為補充，因此實現了穩定可靠的利用自然能向電動船舶供能，降低了對石油、煤炭等不可再生能源的依賴和船舶噪聲汙染，緩解了能源危機，保護了大氣及海洋環境。
本領域技術人員可以理解附圖只是一個優選實施例的示意圖，附圖中的單元或流程並不一定是實施本發明所必需的。
13權利要求的內容記載的方案也是本發明實施例的保護範圍。
以上的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明的範圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明的權利要求書確定的保護範圍內。
權利要求
1、一種利用自然能向電動船舶供能的系統，其特徵在於，包括風-光混合電站(1)，用於將風能和太陽輻射的光能轉變成直流電，並將所述直流電存儲在碼頭加能場站(3)；聯網控制系統(2)，與所述風-光混合電站(1)連接，用於檢測當前所述風-光混合電站(1)的工作狀態和所述碼頭加能場站(3)存儲的電量，並將檢測結果發送至所述碼頭加能場站(3)，如果檢測到所述碼頭加能場站(3)存儲的電量已滿且所述風-光混合電站(1)的工作狀態正常，則將所述風-光混合電站(1)發出的多餘的直流電轉變成交流電，並將所述交流電併入市電電網，如果檢測到所述碼頭加能場站(3)存儲的電量未滿或所述風-光混合電站(1)的工作狀態非正常，則將市電電網提供的交流電轉變成直流電，並將所述直流電輸送至所述碼頭加能場站(3)；碼頭加能場站(3)，與所述風-光混合電站(1)和所述聯網控制系統(2)連接，用於存儲來自所述風-光混合電站(1)發出的直流電和所述聯網控制系統(2)將所述市電電網提供的交流電轉變成的直流電，如果有電動船舶停靠碼頭，則根據所述電動船舶的停靠時間及安放於所述電動船舶上的蓄電池貨櫃的型號和電量對所述蓄電池貨櫃進行更換或充電。
2、 根據權利要求1所述的利用自然能向電動船舶供能的系統，其特徵在於，所述風-光混合電站(l)，包括太陽能光伏發電子系統(ll)，用於將太陽能變換為直流電，並將所述直流電存儲在碼頭 加能場站(3);風能發電子系統(12)，用於將風能變換為直流電，並將所述直流電存儲在碼頭加能場站(3)。
3、 根據權利要求2所述的利用自然能向電動船舶供能的系統，其特徵在於，所述太陽能 光伏發電子系統(ll)，包括若干個太陽能光伏電池(iio)，安裝於陸地空曠處、海岸線和淺海陸架，用於將太陽輻射 的光能轉變成直流電；若干個防反充二極體(111)，與所述太陽能光伏電池(110)和所述碼頭加能場站(3)連接， 用於將所述太陽能光伏電池(110)獲取的直流電充入所述碼頭加能場站(3),並防止所述碼頭 加能場站(3)反向向所述太陽能光伏電池(IIO)充電。
4、 根據權利要求3所述的利用自然能向電動船舶供能的系統，其特徵在於，所述風能發 電子系統(12)包括若干個風能發電裝置(120)，安裝於陸地空曠處、海岸線和淺海陸架，用於將風能轉變成 直流電；若干個穩壓裝置(121)，與所述風能發電裝置(120)和所述碼頭加能場站(3)連接，用於對 所述風能發電裝置(120)獲取的直流電進行穩壓處理，並將處理後的直流電存儲在所述碼頭加 能場站(3)。
5、 根據權利要求4所述的利用自然能向電動船舶供能的系統，其特徵在於，所述聯網控 制系統(2)，包括檢測器(21)，與所述防反充二極體(lll)、所述穩壓裝置(121)和所述碼頭加能場站(3) 連接，用於檢測當前所述防反充二極體(1H)和所述穩壓裝置(121)的工作狀態以及所述碼頭 加能場站(3)存儲的電量，獲取檢測結果，並將檢測結果發送至微控制器(22)和所述碼頭加能 場站(3);微控制器(22)，與所述檢測器(21)連接，用於對所述檢測器(21)獲取的檢測結果進行處 理，並在處理後向DC/AC變換器(23)發送DC/AC變換控制指令，或向AC/DC變換器(26)發送 AC/DC變換控制指令；DC/AC變換器(23)，與所述微控制器(22)連接，用於根據所述微控制器(22)發送的DC/AC 變換控制指令將所述碼頭加能場站(3)存儲的直流電轉變成交流電；升壓變壓器(24)，與所述DC/AC變換器(23)連接，用於將所述DC/AC變換器(23)輸出的 交流電進行升壓處理後併入所述市電電網；降壓變壓器(25)，用於將所述市電電網提供的交流電進行降壓處理；AC/DC變換器(26),與所述微控制器(22)和所述降壓變壓器(25)連接，用於根據所述微 控制器(22)發送的AC/DC變換控制指令將所述降壓變壓器(25)輸出的交流電轉變成直流電， 並將所述直流電輸送至所述碼頭加能場站(3)。
6、 根據權利要求5所述的利用自然能向電動船舶供能的系統，其特徵在於，所述碼頭加 能場站(3)，包括若干個蓄電池貨櫃(31)，與所述防反充二極體(111)、所述穩壓裝置(121)和所述AC/DC 變換器(26)連接，用於存儲來自所述太陽能光伏電池(IIO)、所述風能發電裝置(120)和所述 AC/DC變換器(26)的直流電；識別裝置(32),與碼頭調度系統連接，當從所述碼頭調度系統獲知有電動船舶停靠碼頭 時，對安放於所述電動船舶上的蓄電池貨櫃的晶片進行識別掃描，獲取所述蓄電池貨櫃 的蓄電池信息，所述蓄電池信息至少包括蓄電池的型號和電量，並將所述蓄電池信息傳送至 控制計算機(33);控制計算機(33),與所述識別裝置(32)和碼頭調度系統連接，用於從所述碼頭調度系統 獲取所述電動船舶的停靠時間，並根據所述電動船舶的停靠時間、所述檢測器(21)發送的檢 測結果和所述識別裝置(32)發送的蓄電池信息生成第一控制指令並發送給貨櫃橋吊(34)， 或者，根據所述電動船舶的停靠時間、所述檢測器(21)發送的檢測結果和所述識別裝置(32) 發送的蓄電池信息生成第二控制指令並發送給充電機械手(35);貨櫃橋吊(34)，與所述控制計算機(33)連接，用於根據所述控制計算機(33)發送的第 一控制指令從存放所述若干個蓄電池貨櫃(31)的碼頭加能場站(3)中取出己充滿且與所述 待充電電動船舶的蓄電池貨櫃型號相同的蓄電池貨櫃，並用所述取出的蓄電池貨櫃去 更換安放於所述電動船舶上的蓄電池貨櫃，並將所述被更換的蓄電池貨櫃放在所述碼頭 加能場站(3)中進行充電充電機械手(35)，與所述控制計算機(33)連接，用於根據所述控制計算機(33)發送的第 二控制指令對安放於所述電動船舶上的蓄電池貨櫃進行充電。後臺管理模塊(36)，與所述控制計算機(33)連接，用於從所述控制計算機(33)獲取安放 於電動船舶上的蓄電池貨櫃的充電信息和蓄電池貨櫃的更換信息，根據所述充電信息和 所述更換信息進行財務結算，並顯示輸出結算結果。
7、 一種利用自然能向電動船舶供能的方法，其特徵在於，包括以下步驟風-光混合電站將發出的直流電充入蓄電池貨櫃中；檢測器對當前所述風-光混合電站的工作狀態和所述蓄電池貨櫃存儲的電量進行檢測， 並將檢測結果發送至微控制器和控制計算機；所述微控制器對所述檢測結果進行處理，如果所述蓄電池貨櫃存儲的電量巳滿且所述 風-光混合電站的工作狀態正常，則向DC/AC變換器發送DC/AC變換控制指令，如果所述蓄電 池貨櫃存儲的電量未滿或所述風-光混合電站的工作狀態非正常，則向AC/DC變換器發送 AC/DC變換控制指令；所述DC/AC變換器將所述風-光混合電站發出的多餘的直流電轉變成交流電，並將所述交 流電併入市電電網，或者，所述AC/DC變換器將市電電網提供的交流電轉變成直流電，並將所述直流電輸送至所述蓄電池貨櫃；當所述識別裝置從碼頭調度系統獲知有電動船舶停靠碼頭時，對安放於所述電動船舶上 的蓄電池貨櫃的晶片進行識別掃描，獲取所述蓄電池貨櫃的蓄電池信息，所述蓄電池信 息至少包括蓄電池的型號和電量，並將所述蓄電池信息傳送至所述控制計算機；所述控制計算機從所述碼頭調度系統獲取所述電動船舶的停靠時間，並根據所述電動船 舶的停靠時間、所述檢測結果和所述蓄電池信息生成第一控制指令並發送給貨櫃橋吊，或 者，根據所述電動船舶的停靠時間、所述檢測結果和所述識別裝置發送的蓄電池信息生成第 二控制指令並發送給充電機械手；所述貨櫃橋吊根據所述控制計算機發送的第一控制指令從存放所述若干個蓄電池集裝 箱的碼頭加能場站中取出己充滿且與所述待充電電動船舶的蓄電池貨櫃型號相同的蓄電池 貨櫃，用所述取出的蓄電池貨櫃去更換安放於所述電動船舶上的蓄電池貨櫃，並將所 述被更換的蓄電池貨櫃放在所述碼頭加能場站中進行充電，或者，所述充電機械手根據所 述控制計算機發送的第二控制指令對安放於所述電動船舶上的蓄電池貨櫃進行充電。
8、 根據權利要求7所述利用自然能向電動船舶供能的方法，其特徵在於，在所述貨櫃 橋吊將所述被更換的蓄電池貨櫃放在所述碼頭加能場站中進行充電之後，或者，在所述充 電機械手根據所述控制計算機發送的第二控制指令對安放於所述電動船舶上的蓄電池貨櫃 進行充電之後，還包括所述後臺管理模塊從所述控制計算機獲取安放於電動船舶上的蓄電池貨櫃的充電信息 和蓄電池貨櫃更換信息，根據所述充電信息和更換信息進行財務結算，並顯示輸出結算結 果。
9、 根據權利要求8所述利用自然能向電動船舶供能的方法，其特徵在於，在所述DC/AC 變換器將所述風-光混合電站發出的多餘的直流電轉變成交流電之後，還包括所述升壓變壓器將所述DC/AC變換器輸出的交流電進行升壓處理。
10、 根據權利要求9所述利用自然能向電動船舶供能的方法，其特徵在於，在所述AC/DC 變換器將市電電網提供的交流電轉變成直流電之前，還包括所述降壓變壓器將所述市電電網提供的交流電進行降壓處理。
全文摘要
本發明提供了一種利用自然能向電動船舶供能的系統和方法。本發明實施例通過風-光混合電站將太陽能和風能變換為電能，供碼頭加能場站及為電動船舶蓄電池貨櫃艙充電使用，同時本系統還與市電電網相連，當白天天氣晴好、風力較大時，風-光混合電站的發電電量充足，可將多餘電量併入市電電網供其他負載使用，當夜晚或白天為陰雨天氣、風力較弱時，可將市電電網的交流電變換為直流電，供碼頭加能場站及為電動船舶蓄電池貨櫃艙充電使用，二者互為補充，因此實現了穩定可靠的利用自然能向電動船舶供能，降低了對石油、煤炭等不可再生能源的依賴和船舶噪聲汙染，緩解了能源危機，保護了大氣及海洋環境。
文檔編號H02N6/00GK101478268SQ20091007686
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月23日 優先權日2009年1月23日
發明者速 吳 申請人:速 吳