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太阳能驱动的船用风力助推转子结构及电力系统运行方法

发布时间: 2022-12-06

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式: 技术服务
成果类型: 发明专利
行业领域:
新能源产业,太阳能产业
成果介绍
本发明的目的在于提供太阳能驱动的船用风力助推转子结构及电力系统运行方法,包括固定基座、转筒、内塔、驱动机构、传力机构、太阳能电池组,内塔固定在固定基座上,转筒的上下端面均开设有安装孔,转筒通过安装孔安装于内塔的外部,驱动机构的固定端连接内塔,驱动机构的驱动端通过传动机构与转筒配合,传力机构包括固定杆和转轮,固定杆位于驱动机构上方,固定杆的第一端固定于内塔,固定杆的第二端朝向转筒延伸,转轮安装在固定杆的第二端上,转轮与转筒的内壁抵接,太阳能电池组连接驱动机构。本发明降低了由于风不定常性、不确定性、随机性及波动性等特点引起的驱动电机负载多变对船舶电网的影响,提高了船舶电网的运行稳定性。
成果亮点
1)相比于单独装配辅助发电机组为风力助推转子驱动电机供电的系统,本发明避免了船舶辅助发电机组的装配,增加了机舱可利用空间,使得机舱布置更灵活。同时,由于减少了辅机的安装数量,降低了辅机运行所消耗的燃油量与污染物排放。 (2)相比于将风力助推转子驱动电机直接与船舶电网相连的系统,本发明在船舶电网与驱动电机之间装设了蓄电池组,避免了驱动电机与船舶电网直接相连,降低了由于风不定常性、不确定性、随机性及波动性等特点引起的驱动电机负载多变对船舶电网的影响,提高了船舶电网的运行稳定性,改善了船舶用电设备的运行环境。 (3)在风力助推转子表面固定一层太阳能发电板组,可以将太阳能转化为电能为风力助推转子驱动电机供电以及蓄电池充电,进一步减少了燃油的消耗以及燃油燃烧时产生的NOx、SOx、碳烟等污染物排放以及CO2、HC等温室气体排放。
团队介绍
学院现有学生近2000人,其中本科生1000余人,硕士研究生500余人,博士研究生近300人,留学生30余人。拥有教职工157人,专任教师141人。其中,正高级专业技术职务42人,副高级专业技术职务50人。具有博士学位教师119人,占专任教师总数的84%。现有博士生导师74人,硕士生导师141人。学院拥有国家级人才、享受国务院特殊津贴专家、教育部“新世纪优秀人才”,“龙江学者”特聘教授,黑龙江省杰出青年基金获得者、省级领军人才梯队带头人等国家及省部级人才10余人。
成果资料
产业化落地方案
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成果综合评价报告

评价单位:“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会) 评价时间:2023-11-11

李元首

中国航空工业集团公司哈尔滨空气动力研究所

室主任

综合评价

技术前景广阔,具备技术成果转移转化要求。
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评价单位:“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会) 评价时间:2022-12-06

黄剑华

哈尔滨工业大学

教授

综合评价

能源和海上大气污染问题一直是人们关注的热点。船舶发动机尾气作为海上大气污染的主要源头,受到各国政府和地区的广泛关注,控制氮氧化物(NOx)、硫化物(SOx)、温室气体(GHG)等污染排放的要求也日益强烈。传统的化石能源供应紧张和环保问题日益突出,已成为制约经济社会可持续发展的主要瓶颈。 为应对日益突出的能源问题、日益严苛的环境保护要求及减排强制性法规,航运企业不断推动和拓展绿色船舶技术在实船上的应用,其中以集成应用太阳能、风能等新能源最具有革新性和代表性。 风力助推转子工作的原理是马格纳斯效应Magnus效应,即旋转的圆柱体在来流作用下,将会受到垂直于运动方向的侧向力作用。加装风力助推转子的船舶在横风或斜风状态下,通过调整转子的旋转方向和转速,可使船舶产生前进方向上的推力,从而达到助推效果。相比风筝、风帆等风力助推技术,风力助推转子对风速和风向的适应性强,体积和受风面积相对较小,更安全也更有利于船舶布置。
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