[发明专利]一种基于浪拍式气动涡轮发电的船舶储能系统及船舶

说明书

本申请提供一种基于浪拍式气动涡轮发电的船舶储能系统，包括贯穿船体布设的气动管道；气动管道的第一端部外接海浪，气动管道的第二端部与外部环境空气连通；海浪往复冲击气动管道内空气，气动管道内形成空气流；布置在气动管道内的涡轮，涡轮受空气流驱动转动以将空气动能转换成机械能；与涡轮通过齿轮变比啮合的齿轮箱并输出提高后的机械能；与齿轮箱的输出端连接的发电机，用于将齿轮箱输出的机械能转换为电能并输出交流电；与发电机的输出端连接的整流装置，用于将发电机输出的交流电转换为直流电；连接整流装置的蓄电池，用于储存整流装置输出电能。本系统具备减少船用发电机耗能及排放的特点。

技术领域

本申请涉及船舶设计技术领域，具体而言，涉及一种基于浪拍式气动涡轮发电的船舶储能系统及船舶。

背景技术

随着社会经济建设飞速发展，能源的日益消耗，目前对于环保要求的节能减排的设计相当重视。因此，在船舶设计中应用节能减排技术也十分有必要。随着煤炭、石油等化石能源的日渐枯竭，可再生能源的开发成为当前许多国家的研究热点。海洋是一个巨大的能量库，运动波浪携带的波浪能是一种重要的可再生能源。但是节能减排的技术目前在船舶设计中很多设计地方的应用不够广泛，如利用波浪能发电的船舶系统设计尚无先例。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种基于浪拍式气动涡轮发电的船舶储能系统及船舶，其通过海浪波动引起的气流驱动涡轮，涡轮带动发电机转子进行发电，发电通过船舶蓄电池进行储能，实现在船舶停靠码头期间利用海浪波动自行进行发电进行蓄电池储能，具备减少常规船用发电机耗能及排放实现环保的特点。

第一方面，提供了一种基于浪拍式气动涡轮发电的船舶储能系统，包括：

气动管道，所述气动管道的第一端部的出口低于船体水线布置并外接海浪，所述气动管道的第二端部与外部环境空气连通；海浪沿所述第一端部的出口进入气动管道，海浪往复冲击所述气动管道内空气，所述气动管道内形成空气流；

涡轮，布置在所述气动管道内，所述涡轮的布置高度始终高于所述气动管道内的水位高度，所述涡轮受空气流驱动转动以将空气动能转换成机械能；

齿轮箱，所述齿轮箱与所述涡轮通过齿轮变比啮合，所述齿轮箱将所述涡轮的转速提高预设倍数，并输出提高后的机械能；

发电机，与所述齿轮箱的输出端连接，用于将所述齿轮箱输出的机械能转换为电能，并输出交流电；

整流装置，与所述发电机的输出端连接，用于将所述发电机输出的交流电转换为直流电；

蓄电池，连接所述整流装置，用于储存所述整流装置输出的直流电的电能。

在一种实施方案中，所述气动管道包括舷侧接管、V形管和甲板接管，所述舷侧接管的一端与船体外壳连接并伸出船体外壳预设长度，另一端通过V形管与甲板接管连接，所述舷侧接管以倾斜向上的形式布置，所述舷侧接管与所述V形管之间通过平直管连接，所述平直管内布设有球阀。

在一种实施方案中，还包括控制单元，所述V形管内设有浮球，所述浮球上设置液位传感器，所述控制单元与所述液位传感器通讯连接，所述液位传感器获取所述V形管内液位高度并将液位信号发送至所述控制单元，所述控制单元根据液位信号控制所述球阀的打开和关闭。

在一种实施方案中，还包括四个加强支架，所述四个加强支架固定在所述气动管道的第一端部，每个所述加强支架的一端连接所述气动管道，另一端固定支撑在船体的纵向骨材，所述四个加强支架呈X型布置分布于所述气动管道的周向。