[发明专利]太阳能与风能混合动力船舶

摘要

本发明公开了一种太阳能与风能混合动力船舶，其包括风能推进系统、太阳能推进与供电系统和专门设计船型的船舶。风能推进系统由太阳能风帆、风帆90°俯仰机械装置、风帆360°旋转装置和风帆控制系统组成。太阳能推进与供电系统由太阳能发电系统、电力管理系统、锂电池组、船舶电力推进系统组成。专门设计船型的船舶主要是指为了最大化太阳能板的面积，以获得大的太阳能功率，可采用专门设计的双体船、三体船等多体船，也可是单体船结构。本发明利用风能和太阳能等无污染、可再生和不需购买的能源代替燃料油在船舶上的应用，对于提高经济效益、节能降耗和减少环境污染具有重要意义。

主权项

一种太阳能与风能混合动力船舶，其特征在于：其包括风能推进系统(1)、太阳能推进与供电系统(2)和专门设计船型的船舶(3)；所述的风能推进系统(1)由太阳能风帆(11)、风帆90°俯仰机械装置(12)、风帆360°旋转装置(13)和风帆控制系统(14)组成；所述的太阳能推进与供电系统(2)由太阳能发电系统(21)、电力管理系统(22)、锂电池组(23)、船舶电力推进系统(24)组成；所述的专门设计船型的船舶(3)主要是指为了最大化太阳能板的面积，以获得大的太阳能功率，可采用专门设计的多体船(31)；所述的风帆90°俯仰装置(12)指的是风帆(11)与圆形风帆座(121)采用铰链(122)联接，风帆(11)与圆形风帆座(121)在90°范围内的相对俯仰转动由活塞式液压油缸(123)驱动；所述的风帆360°旋转装置(13)指的是在风帆座(121)的底部边缘外圆环形区域(131)与船体座(132)滑动配合，以实现风帆的重量支撑和端面间的相对转动，底部圆周中心圆区域为一凸出的圆柱体(133)，圆柱体的末端安装推力轴承(134)和轴齿轮(135)，轴齿轮(135)与一个驱动齿轮(136)相啮合，从而实现风帆(11)360°旋转；所述的风帆控制系统(14)由检测系统(141)、中央处理系统(142)、风帆控制执行系统(143)和人机界面器(144)组成；所述的检测系统(141)包括风帆俯仰角检测传感器(1411)、风帆与船舶中轴线水平面内夹角检测传感器(1412)、船舶航向角检测传感器(1413)、风力检测传感器(1414)、风向检测传感器(1415)和光照传感器(1416)，以及信号调整器(1417)、数据采集卡(1418)、电源、数据采集线组成；风帆控制系统(14)通过风帆俯仰角检测传感器(1411)、风帆与船舶中轴线水平面内夹角检测传感器(1412)、船舶航向角检测传感器(1413)、风力检测传感器(1414)、风向检测传感器(1415)和光照传感器(1416)检测出风帆俯仰角、旋转角、船舶航向角、风力、风向和光照方向与强度信号，通过信号调整器(1417)的调理，经过数据采集卡(1418)，采集到中央处理系统(142)中，中央处理系统(142)通过对这些信号的模数转换和建模分析，通过计算给出最大化综合利用风能和太阳能需转动的旋转角和俯仰角，并转化成控制电信号输出到风帆控制执行系统(143)，风帆控制执行系统(143)根据接收的控制电信号，控制活塞式液压机构和轴齿轮运动，自动调整风帆到最佳姿态；风吹到太阳能风帆上在船舶舵的配合使用下，推动船舶前进。