[发明专利]小水线面三体太阳能风帆船

说明书

技术领域

本发明涉及一种三体太阳能风帆船，特别是一种小水线面三体太阳能风帆船，属于船舶海洋工程技术领域。

背景技术

在已有技术中，申请号为200820057744.7的“氢腾太阳能风帆船”实用新型专利，所述的风帆是一个由钛合金做成的圆环，该圆环由氢气充盈组件提携而升空，接收太阳能。由于圆环的面积有限，不能完全替代船舶需要的全部常规能源。申请号为CN200810029639.7的“一种以风能和太阳能为主要动力源的交通运输船”发明专利，是借助船舶本身面积以粘贴太阳能电池板。也局限于船舶本身面积的尺度而不能获得足够的能量以驱动船上体。申请号为200920068028.3的“一种新型单体浮萍打捞船”实用新型专利，公开了一种新型单体浮萍打捞船，包括船上体和动力装置。所述的动力装置为太阳能风帆带动增压泵排水推进。这种船没有采用太阳能以外的其他能源，在没有太阳光的时节不能运行。普通的船型结构，也增加了太阳能的低功率驱动船舶的运行困难。

中国远洋运输集团与澳洲环保航海科技公司Solar Sailor合作，计划在船队选出散货与油轮各一艘，安装由澳洲研制的太阳能风帆，希望能藉此有效降低航运业界燃料成本和污染物排放。两家联合研制的太阳能风帆船，是一种在船上体上装置刚性风帆，风帆的宽度小于船宽，风帆的表面贴有太阳能光伏电池板，在以风力推动向前行进时，还可以吸收太阳能而发电驱动电机，助力于船舶推进。由于风帆的面积过于狭小，可替代船舶的能耗的最大比例低于30％，无法进一步提高绿色能源替代的份额。

为了要进一步提高绿色能源在全船能源消耗的比例，以致达到全部替代的目标，必须扩大风帆的面积，既能增加风力驱动的能量，又可以增加太阳能吸收总量而提高光伏电池的发电功率。风帆的加大必然威胁船舶的稳定性，需要加大船上体，从而增加了船舶行进的阻力。

发明内容

为了克服已有技术的缺陷和不足，本发明提供一种小水线面三体太阳能风帆船。这种船采用了大面积的帆，可以接收功率巨大的风能，以驱动船舶前进，又可以大面积吸收太阳能，使其表面粘贴的太阳能光伏阵列得以发出大功率的电力，被存储后作为无风无阳光时的船舶驱动力和全船使用的电力。由于它采用了三体船的结构，除了主船以外，左右各有两个辅船承担支撑的任务，使巨大的太阳能风帆不至失去平衡，整个船上体也不会发生侧翻事故。三个船上体都采用小水线面结构，大幅度降低了兴波阻力，使船舶得以快速航行。当风向与航向不符时，两个辅船上体会根据指令，调整各自的方位，牵引太阳能风帆的迎风角度发生精确的转变，使船舶顺利前行。由于侧向风的作用，船舶前行的同时也受到横向的推力。为了减小船上体发生横向的偏移，此时主船上体的两侧应插下中插板，以增加横向偏移的阻力。

在船舶进港或经过狭窄港湾或航道时，两个辅船上体能够采取前后直线的排列分布，使三个船上体的主轴线重合，而形成一个狭长的船上体，减小所占航道或港口的横向空间。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下。本发明包括：主船、两个辅船、主桅杆、辅桅杆、上帆梁、中帆梁、下帆梁、横梁、上桅、中桅、下桅、中插板、电流分配器、充放电控制器、超级电容组、电磁接触器、逆变器、变压器和电力推进器。

其中，主船由主船上体、三根主支柱和主下潜体构成。辅船由辅船上体、辅支柱和辅下潜体构成。主船和辅船穿过水面的部分只是三根主支柱和两根辅支柱，使三体船形成小水线面的结构，大幅度降低了三体船航行的兴波阻力。三台电力推进器分别安装在主船上体和两个辅船上体的艉部，两块中插板分别悬挂在主船上体舷外两侧。