[发明专利]一种船用多相可增程蓄能系统及具有其的船舶

说明书

本发明公开了一种船用多相可增程蓄能系统及具有其的船舶，由多相联合蓄能装置、能量转换和回收利用装置、增程装置、安全防护装置及检测控制装置等组成，以气态、液态、固态三相蓄能装置联合蓄能，可利用多种清洁、可再生能源或传统能源实现增程，输出直流电能。其应用体系可涵盖多种船舶和具有其的分布式与集中式补能基站。该类基站可利用多种可再生能源和传统能源蓄能，并以充气、充电等方式为具有该蓄能系统的船舶等运输机械补充能量，还可用发电、供热、制冷、海水淡化等方式输出所蓄能量，扩展了可再生能源的利用领域。

技术领域

本发明属于新能源技术应用领域，尤其涉及一种船用多相可增程蓄能系统及具有其的船舶。

背景技术

可再生能源和新能源的应用是当前国内外都十分重视的问题，但风能、太阳能、海浪能等可再生能源则受其波动性大、稳定性差的特性制约，至今也难以撼动传统矿物能源的统治地位，甚至难以摆脱被迫弃风弃电的顽疾。

至于交通运输方面，据权威部门报道，我国的进口石油量已超过石油消费总量的60％。而困扰京、津、冀等大城市的雾霾的主要生成物来自机动车辆的排放污染。国家的能源安全和环境安全面临着越来越大的压力。为此也产生了一些应对方案如电动车辆。而在水上运输工具方面，全电力驱动船舶技术进展迅猛，目前，电动船舶的核心技术中，船体、电驱动装置、电控等技术已相当成熟，但所需电能仍必须依赖消耗矿物燃料的传统发电机组，利用可再生能源或蓄电装置驱动的船舶技术进展甚微。制约其发展的关键因素是蓄能系统，即蓄电池组、燃料电池及电容器组等以及船用新型可再生能源利用装置。

对于水上电动运输工具来说，理想的蓄电系统应该以下几个特性：

一﹒有足够的能量密度，单位体积单位重量要有足够的容量，这样才能跑更远的航程。而蓄电池组、尤其是电容组，都不能满足这一要求。

二﹒有足够的功率密度，单位体积单位重量能产生足够大的功率，这一点这三种蓄电系统目前基本都可做到。

三﹒能量补充快捷方便，达到甚至超过目前燃油船舶的便捷性。这一点恰是蓄电池系统当前广受诟病的短板。

四﹒平均使用和制造成本要低，运行寿命和价格综合起来要有竞争力。这一点是制约现有蓄电系统迅速实现市场化的共同短板。例如以锂电池为代表的蓄电池组加上电池管理系统，成本相当高，续航里程和使用寿命都不能满足要求。而氢能源系统则由于技术难度较大，氢的制取、储存、运输的成本较高，系统性价比不具竞争力，市场化的门槛也相当高。

五﹒系统在使用中应具有较高的安全性，起码要不亚于现有的燃油发动机系统。相比之下。氢能源交通系统必须满足的安全要求则相当苛刻，在人口稠密区域港口建立加氢站的制约因素相当多。

六﹒制造蓄电系统的各种原材料能够源源不断地满足大规模生产的需求，并较易于实现报废蓄电材料的大规模回收利用。这也是目前各种蓄电池生产和回收所面临的难题。

七.为蓄能系统补充能量的基站应便于大规模推广设立。制约建立该类基站的不利因素应尽可能少。显然在当前，建立充电站以及将来可能出现的充氢站的门槛都不够低。

八.蓄能系统应具有增程功能。增程装置应结构简单，成本低，效率高，污染少。增程燃料的选择范围广泛，补充便捷，可涵盖多种低成本的清洁能源和可再生能源。蓄能系统还应能与各种船用可再生能源利用装置如风能、太阳能装置完美结合，具备大量储存可再生能源的能力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种成本较低，效率较高，蓄能快捷方便，具有增程功能的船用多相可增程蓄能系统及具有其的船舶。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种船用多相可增程蓄能系统，具有：

多相蓄能装置(多相指固相、气相、液相，通过多相之间转化)、能量转换装置、增程装置、能量回收装置、船用喷气推进装置、风能太阳能利用装置、安全防护装置及检测控制装置；