本發(fā)明涉及海上風力發(fā)電，具體涉及一種海上船舶航行用風力發(fā)電方法。

背景技術(shù)：

1、船舶航行時同時存在真風、船行風、視風及瞬間沖擊風，一種適應(yīng)各種風力作用下能正常把風能轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)，同時確保高轉(zhuǎn)化率的風電能轉(zhuǎn)換。

2、按常規(guī)當風力發(fā)電機在較高風速運行時電壓升高、電流變化大時發(fā)電機及電網(wǎng)系統(tǒng)受沖擊而損失，目前采用的超風速保護技術(shù)狀態(tài)和一些主要的保護措施：1、葉片變槳；2、緊急停機；3、過速保護；4、主電網(wǎng)保護；5、振動保護；6、溫度保護；7、剎車壓力保護；8、紐攬保護；9、風向保護；10、防雷保護。除此之外，常規(guī)風力發(fā)電機還配有功率限制功能，當功率高于額定值5%時，風機也會制動停機。這些保護措施讓風力發(fā)電機在極端天氣條件下的安全運行，但是損失50%以上的風能轉(zhuǎn)換率，而風機需要通過機械增速裝置才能發(fā)電，再損失風能10%左右，導致風能發(fā)電的轉(zhuǎn)化率低于20%，直接影響發(fā)電的經(jīng)濟效益。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供了一種海上船舶航行用風力發(fā)電方法，通過垂直型多角度風機，最大程度的接受風阻面積，將風能有效轉(zhuǎn)化為液壓能，通過中間環(huán)節(jié)液能轉(zhuǎn)換技術(shù)形成液壓能，在額定壓力時風機的轉(zhuǎn)速的高低決定液能流量的多少，通過液能分配器分別輸出額定壓力的液能給各發(fā)電機組，可獲取380ⅴ、220v交流電及48ⅴ直流電，每路均有額定的液能供液壓動力的發(fā)電機組穩(wěn)定發(fā)電，產(chǎn)生電能合并輸入船船微電網(wǎng)，這種技術(shù)能全面消納風能，風能轉(zhuǎn)化率達到60%以上。

2、本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

3、一種海上船舶航行用風力發(fā)電方法，垂直型風機在風能作用下通過剛性連接驅(qū)動恒壓油泵輸出液壓能，轉(zhuǎn)速傳感器實時監(jiān)測垂直型風機的葉片軸轉(zhuǎn)速，液壓分配器接收轉(zhuǎn)速傳感器的反饋信號對各發(fā)電機組進行以下控制：

4、船舶停泊時，垂直型風機由真風帶動運轉(zhuǎn)，液壓分配器接收轉(zhuǎn)速傳感器的反饋信號，啟動1-2臺輔發(fā)電機組，提供生活及通訊導航設(shè)備的用電；

5、船舶航行時，垂直型風機由航行風帶動運轉(zhuǎn)，垂直型風機的風輪葉片的受風量和轉(zhuǎn)速大幅度升高，液壓分配器接收轉(zhuǎn)速傳感器的反饋信號，啟動1臺主發(fā)電機組，提供船舶航行動力設(shè)備工作用電，同時啟動1-2臺輔發(fā)電機組，提供生活及通訊導航設(shè)備用電；

6、當風力過大時，液壓分配器按需開啟其余輔發(fā)電機組，轉(zhuǎn)化多余風能，根據(jù)視風的變動大小，液壓分配器適當增減輔發(fā)電機組數(shù)量；

7、當所有發(fā)電機組滿載工作時，溢流閥開啟，多余液壓油補充到液壓蓄能器，液壓蓄能器充滿后多余液壓油回流至儲油箱；

8、當存在突變風系統(tǒng)壓力過高或電網(wǎng)發(fā)生故障電網(wǎng)失壓時，各發(fā)電機組停止工作，溢流閥開啟；

9、當風力不足時，液壓蓄能器釋放液力儲油箱上的液壓分配器，液壓分配器重新分配液壓動力至發(fā)電機組，維持發(fā)電機組的正常發(fā)電，根據(jù)局域網(wǎng)的配電等級分別自動關(guān)閉對應(yīng)的發(fā)電機組。

10、優(yōu)選的，液壓分配器控制液壓油流入各發(fā)電機組，控制各發(fā)電機組的運行，所述發(fā)電機組按功能分為主發(fā)電機組和輔發(fā)電機組，所述主發(fā)電機組設(shè)有1臺，所述輔發(fā)電機組設(shè)有3-7臺，主發(fā)電機組獲取380v交流電供船舶動力設(shè)備用電，輔發(fā)電機組獲取220v交流電供船舶生活用電或獲取48v供通訊設(shè)備用電。

11、優(yōu)選的，每個發(fā)電機組包括液壓馬達和發(fā)電機，液壓馬達的動力輸出軸與發(fā)電機的動力輸入軸連接，各發(fā)電機產(chǎn)生的電能并入船舶微電網(wǎng)組合柜，船舶微電網(wǎng)組合柜連接微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。

12、優(yōu)選的，液壓馬達的進液管連接溢流管，所述溢流管上設(shè)有溢流閥，所述溢流管內(nèi)的液壓油分為兩路，一路進入液壓蓄能器，另一路進入儲油箱。

13、優(yōu)選的，液壓馬達的進液管上設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥，通過控制流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)液壓馬達的進液口流量，通過調(diào)節(jié)閥口開度大小實現(xiàn)對定量馬達輸出額定轉(zhuǎn)速及扭矩，驅(qū)動各發(fā)電機。

14、優(yōu)選的，所述儲油箱通過補油泵將液壓油補入恒壓油泵，及時補充液壓系統(tǒng)中泄漏的液壓油。

15、本發(fā)明的有益效果是：

16、通過垂直型多角度風機，最大程度的接受風阻面積，將風能有效轉(zhuǎn)化為液壓能，通過中間環(huán)節(jié)液能轉(zhuǎn)換技術(shù)形成液壓能，在額定壓力時風機的轉(zhuǎn)速的高低決定液能流量的多少，通過液能分配器分別輸出額定壓力的液能給各發(fā)電機組，可獲取380ⅴ、220v交流電及48ⅴ直流電，每路均有額定的液能供液壓動力的發(fā)電機組穩(wěn)定發(fā)電，產(chǎn)生電能合并輸入船船微電網(wǎng)，這種技術(shù)能全面消納風能，風能轉(zhuǎn)化率達到60%以上(貝茲理論風能最大利用系數(shù)0.593)，且輸出的電能質(zhì)量和電網(wǎng)穩(wěn)定匹配，凸顯綠電行業(yè)最佳的經(jīng)濟效益；

17、充分利用自然風力，減少機械傳動的能量損耗，顯著提高了風能發(fā)電的轉(zhuǎn)換效率，液壓系統(tǒng)的能量損失低而且使用壽命長，通過液壓能傳導到地面機房，系統(tǒng)設(shè)備部件安裝和存放條件優(yōu)，保養(yǎng)和維修極其方便；能實現(xiàn)能量封閉循環(huán)管理利用，不受尺寸與空間的限制。工作時不產(chǎn)生硬性磨損，液力產(chǎn)生的熱易于傳出和消散，非常適用于船舶微風電站及類似場景的風能微電網(wǎng)。

技術(shù)特征：

1.一種海上船舶航行用風力發(fā)電方法，其特征在于：垂直型風機在風能作用下通過剛性連接驅(qū)動恒壓油泵輸出液壓能，轉(zhuǎn)速傳感器實時監(jiān)測垂直型風機的葉片軸轉(zhuǎn)速，液壓分配器接收轉(zhuǎn)速傳感器的反饋信號對各發(fā)電機組進行以下控制：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上船舶航行用風力發(fā)電方法，其特征在于：液壓分配器控制液壓油流入各發(fā)電機組，控制各發(fā)電機組的運行，所述發(fā)電機組按功能分為主發(fā)電機組和輔發(fā)電機組，所述主發(fā)電機組設(shè)有1臺，所述輔發(fā)電機組設(shè)有3-7臺，主發(fā)電機組獲取380v交流電供船舶動力設(shè)備用電，輔發(fā)電機組獲取220v交流電供船舶生活用電或獲取48v供通訊設(shè)備用電。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種海上船舶航行用風力發(fā)電方法，其特征在于：每個發(fā)電機組包括液壓馬達和發(fā)電機，液壓馬達的動力輸出軸與發(fā)電機的動力輸入軸連接，各發(fā)電機產(chǎn)生的電能并入船舶微電網(wǎng)組合柜，船舶微電網(wǎng)組合柜連接微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種海上船舶航行用風力發(fā)電方法，其特征在于：液壓馬達的進液管連接溢流管，所述溢流管上設(shè)有溢流閥，所述溢流管內(nèi)的液壓油分為兩路，一路進入液壓蓄能器，另一路進入儲油箱。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種海上船舶航行用風力發(fā)電方法，其特征在于：液壓馬達的進液管上設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥，通過控制流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)液壓馬達的進液口流量，通過調(diào)節(jié)閥口開度大小實現(xiàn)對定量馬達輸出額定轉(zhuǎn)速及扭矩，驅(qū)動各發(fā)電機。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上船舶航行用風力發(fā)電方法，其特征在于：所述儲油箱通過補油泵將液壓油補入恒壓油泵，及時補充液壓系統(tǒng)中泄漏的液壓油。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種海上船舶航行用風力發(fā)電方法，垂直型風機在風能作用下通過剛性連接驅(qū)動恒壓油泵輸出液壓能，轉(zhuǎn)速傳感器實時監(jiān)測垂直型風機的葉片軸轉(zhuǎn)速，液壓分配器接收轉(zhuǎn)速傳感器的反饋信號對各發(fā)電機組進行自動控制。本發(fā)明通過液能分配器分別輸出額定壓力的液能給各發(fā)電機組，可獲取380Ⅴ、220V交流電及48Ⅴ直流電，每路均有額定的液能供液壓動力的發(fā)電機組穩(wěn)定發(fā)電，產(chǎn)生電能合并輸入船船微電網(wǎng)，全面消納風能，風能轉(zhuǎn)化率達到60%以上。

技術(shù)研發(fā)人員：朱安民,陳昉宇,惠明,嚴強,羅曉林,王國平,張思睿
受保護的技術(shù)使用者：久揚星源科技（無錫）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6