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北京市西城区广安门
内广义街5号广益大厦
大赛作品详情

作品名称:新型太阳能船
学校名称:大连海洋大学应用技术学院
参赛队伍:蓝.梦505
参赛学生:马英哲 巴锐 于洪晨  
指导老师:胡文静 付岳梅  

详细说明

前景:

随着节能环保理念的加强和太阳能光伏发电技术的成熟,太阳能驱动及储能系统得到了较为广泛的应用,太阳能驱动的旅游船,为太阳能驱动系统的应用场合之一。 

目前,大多数城市旅游船都是由柴油发动机动力系统驱动的。尤其是一些水库,它们还担负着城市供水水源地的作用,这导致一些城市在开发利用水资源、发展城市水上旅游业与城市水资源污染方面产生矛盾。

如今多个国家都在解决资源问题。我国面临的现状是大部分燃料是不可再生资源,因此许多科学家现在将注意力转向太阳能。与不可再生资源相比,太阳能可以说是绿色能源。

其中可弯曲单晶硅太阳能电池是以高分子材料背板作为支撑体使用特殊的层压工艺将背板、EVA、太阳能电池芯片及高分子聚合物前膜等材料复合制备而成。

产品介绍:

主要采用太阳能电池板,太阳能电池板主要可分为晶体硅电池和薄膜涂层电池,主要采用晶体硅电池作为太阳能电池板的主要材料。

可弯曲单晶硅太阳能电池板具有可弯曲、重量轻、无玻璃、厚度薄、转换效率高等特点。在太阳能驱动系统中,核心为PLC控制中心,通过太阳能控制器将太阳能作为动力驱动电机,从而带动船体前进。由于太阳能为不稳定的电源,因此需要配置48 V的蓄电池组,以达到为游艇提供稳定的动力电源的目的。在太阳能系统中,由于还有一部分直流负载,因此还需要配备交流变换模块,以为此船中的直流负载供电。

该船在2舱体内有4组蓄电池组作为动力电源及常规(日用)供电。电池组的规格都为:48V/200Ah,每组电池由30个3.4 V/100 Ah的磷酸铁锂电池串并组成。每组电池组都装在定制的电池箱内。电池箱包括电池监控系统、保险丝和排风扇。4组电池都可以供电,生活用电常规由第3组供电,第3组没电的情况下优先切换到第4组。在特殊情况下,电池组优先考虑功耗问题。

对于动力设备,2个直流无刷变频电机安装在船体的左右舱室中,每个电机额定功率为7.5 kW。根据模拟船体试验结果,电机功率全     对于太阳能供电系统,顶盖上铺设了12.4 kW太阳能电池板,分为4组,每组太阳能电池板3000 W,每组配备一个太阳能控制器。当太阳能控制器有充电电流输出时,PLC控制器会根据电池组电压自动选择一组电池进行充电。充电完成后PLC控制器自动切换到其他电池组。

对于太阳能控制系统,整个电力系统由PLC控制器自动控制,遇紧急情况也可通过应急开关人工控制。当太阳能板有充电电流输出时,PLC控制器会根据电池组电压自动选择一组电池组进行充电,充电完成后PLC控制器自动切换到其他电池组。PLC控制器是在自动控制领域中广泛应用的控制技术之一,由于太阳能为一种不稳定的电源,当太阳光照较为强烈的时候,可以对蓄电池进行充电,但当没有太阳光照时,则需要通过蓄电池进行放电来为此船提供持续不断的动力。

在这个动力过程中,主要需要采用PLC控制器进行能量控制。

船体的主要结构甲板和舱壁由玻璃纤维增强塑料(通常称为FRP)与PVC材料采用层压方式压合而成。

太阳能船由直流电机驱动,在航行期间噪声低,乘客舒适性高,对周围环境无污染。太阳能船具有显著的经济效益和社会效益。此外,太阳能船具有显著的节能减排效果。中国使用的燃料船居多,如果按照我国1000艘太阳能游船的数量计算,无论是燃料消耗还是污染物排放量,这都是一个非常惊人的数字。

本产品保留了传统元素并且与现代新能源技术相结合,满足了景区多元素发展的理念,相对于传统的燃油船新能源动力船对周围生态环境没有影响,绿色环保适合在任何对环保要求苛刻的景区,噪音小不影响游客观光体验。太阳能循环动力对景区经济性也有显著提升。

船体密性处理

船体水下部分以及下水后无法检验的部分,应在船舶下水前作密性试验;其它部位的密性试验应在船体建造完工后进行。个别特殊部位在征得验船师同意后可下水后进行。在进行试验前,船体密性焊缝通常不得涂刷油漆、水泥或敷设绝缘材料等,并保持内外面清洁与干燥。对易受大气腐蚀的部位,可以涂上一层薄的不影响密性试验的底漆。密性试验舱室及其周界外部相邻舱室的检查面区域应清除垃圾、杂物与积水。

处理方式:

   1.检查船体外板及有密性要求的舱室的焊缝是否存在渗漏、泄露情况的试验。

主要目的:

   2.主要是为了防止部分船舱进水导致的船体侧倾以致沉没真空试验为第一选择,有角焊缝情况下选择充气试验。其次是为了防止船舱内电路及重要控制单元因进水导致短路。

试验方法:

1.水压试验:用水灌入舱内至规定高度并保持一定时间已检 查船舱水密性。

2.充气试验:用压缩空气充入舱内,并保持规定的压力和时间,以检查焊缝是否漏气的试验,在检查面的焊缝上涂肥皂液进行检验。

3.煤油试验:在船体检查面的焊缝上涂以白垩粉,反面涂以煤油,利用煤油的渗透作用检查是否渗漏的试验。

4.冲水试验:以一定压力的水柱射向船体的焊缝或舷窗、舱盖、水密门等的结合部位,冲水前压白粉,以检验其是否渗漏。

5.使用1.5倍标准大气压进行水压、充气混合试验。

6.真空密性试验:在检查面涂以肥皂水。

结语:

随着全球能源形势的不断严峻,未来以太阳能为代表的新能源的应用领域将会不断拓宽。新型太阳能游览船采用太阳能作为观光船的动力,具有节能环保无污染等一系列优点,在未来的旅游市场中将具有较大的空间。

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