[实用新型]太阳能双气囊无舵船

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水上新能源船，尤其是无燃料、无舵船。 

背景技术

地球表面70％是水，宽阔的水域光照充足，适合太阳能船最大限度利用太阳能航行，泊岸时太阳能船也能将转化的电能储存，供续航和夜晚使用。由于太阳能取之不尽用之不竭且无污染，世界许多国家已研制出不同类型的太阳能船，其中著名的是新西兰设计、德国建造的“图兰星球太阳号”全太阳能动力船。这艘被称为全球最大最先进的太阳能船重达60吨，在搭载数人的情况下最高时速26公里，环球一圈包括沿途停留访问历时584天。尽管其已创造4项世界吉尼斯纪录，但仍在诸多方面存在不足，主要问题是光伏电池覆盖面积和携带动力电池数量不够，发电量储能量少，电源系统不能提供足够电能，造成驱动系统功率小，加之自身过重，限制了“图兰星球太阳号”的航行速度。 

发明内容

为了克服现有太阳能船普遍存在的发电、储能、功率、速度和载荷方面的技术难题，本实用新型提供一种太阳能双气囊无舵船，该船不仅结构简单、性价比高，而且自重轻、速度快、航程远、载荷大，并可实现自动化操纵。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：将驾驶舱、头等舱设在长方形船舱前端，滕出空间增加长方形檐顶光伏发电面积；长方形船舱内设置1个储能电源舱和4个动力电池舱，大幅增加储能量和输出功率；采用双气囊船体结构降低自重，减少阻力，提高有效载荷和抗沉性；4台电动螺旋桨对称安装在船体甲板前后两侧，去掉水下螺旋桨和船舵，改变传统的推进和操纵方式，提高航行速度和实现智能控制。 

本实用新型由船体系统、电源系统、驱动系统、控制系统和乘客舱构成： 

船体系统包括双气囊船体、U型骨架、橡胶气胎、微型气门芯、微型气压传感器、船体甲板、气动导流槽、长方形船舱及长方形檐顶。 船体流线外形由U形骨架保持，其材料采用轻合金或碳纤维。U型骨架与船体甲板对接固定，内设防胀横壁，每2排气胎为1个单元，外面用不锈钢丝绳纵横拉紧加固。外壳采用高性能橡胶帘子布材料或高韧性复合材料，按先进工艺制作、安装、加固。圆柱形橡胶气胎的直径和高度根据气囊空间大小确定，气胎上层加厚，外套下小上大的防胀纤维布袋。微型气门芯和微型气压传感器安装在上层柱面中间，以便于检测和更换。气胎从船体甲板众多预留口置入，每单元6个，填装后紧固盖板。气胎充气调压可通过船体甲板预留凹孔，用高压空气泵或氦气装置充至标准气压。船体上层建筑为长方形船舱，其舱顶与左右、后端舱檐融为一体，形成长方形檐顶。长方形船舱和长方形檐顶用轻合金和复合材料构建，要求能抗9级风力。整个船体外表除有机玻璃、光伏电池外均涂白色或水晶蓝色。 

电源系统包括薄膜电池、光伏电池板、飞轮电池组(待定)、高能镍碳超级电容器(待定)、电源管理系统、逆变器、储能电源舱、动力电池舱、外接电源插座及电缆连接线。低速船其长方形檐顶四周和前端挡风有机玻璃下方粘贴转换率20％以上的薄膜电池，中间位置安装转换率30％以上的光伏电池板；中高速船其长方形檐顶全部粘贴转换率20％以上的薄膜电池。长方形船舱正中间设有1个15平方米的储能电源舱，可容纳5吨以上高能镍碳超级电容器组，4个电动螺旋桨固定支架旁各设有1个6平方米、可容纳2吨以上飞轮电池组的动力电池舱。在使用过程中，光伏电池将阳光转化为电能储存到高能镍碳超级电容器组，当驱动系统需要电能时，电源管理系统通过逆变器向其输电。航行中的动力供电以飞轮电池组为主，高能镍碳超级电容器组在向飞轮电池组补充电源的同时，还承担其他电器、仪表、灯具的供电。右前舷门旁设有外接电源插座，用于泊岸时充电，正常天气状况下，自身携带的蓄电池充满电可航行300公里以上。 

驱动系统包括变频调速控制器、电动螺旋桨及固定支架。中高速船采用的4台电动螺旋桨对称安装在船体甲板前后两侧，低速船采用的2台电动螺旋桨对称安装在船体甲板后端两侧，用固定支架与船体甲板 连接。变频调速控制器既可控制每台电动螺旋桨正旋、反旋和旋速，亦可利用不同位置的推力或反推力改变船体的运动方向。智能控制系统通过变频调速可实现对船舶前进、后退、转向、移位、调头和速度控制。