独立光伏系统在小型游览船上的应用研究

摘要

太阳能被全世界公认为最清洁能源之一，随着光伏技术的发展和完善，太阳能在船舶上的应用引起科技人员的重视。太阳能船有节能、环保、零排放、噪声小等特点，在不久的未来有着广泛的应用前景。
　　 本文分析国内外太阳能船舶的研究现状，得出独立光伏系统在小型游览船上应用具有广泛前景的结论；分析独立光伏系统与常规游览船设计的异同，提炼出太阳能游览船设计的可行性判断流程、要点和关键问题；分析船用光伏系统中负载、光伏阵列和蓄电池三大主要组件参数的计算方法，得出合理匹配参数；分析船上光伏阵列固定布置和跟踪布置方式，通过计算得出，跟踪布置优于固定布置、固定布置中水平布置优于固定倾角布置、跟踪布置与当地太阳能辐射资源有关等结论；编写了可行性判断程序、不同布置方式下太阳能辐射量计算程序、最佳光伏阵列和蓄电池的匹配程序；最后以北京颐和园昆明湖上的一条小型游览船为例进行设计，确定了太阳能游览船的主尺度方案、光伏阵列的布置方式、最佳光伏阵列和蓄电池匹配参数。
　　 本文得出的小型太阳能游览船的可行性设计流程、设计要点、光伏系统配置计算方法和光伏阵列布置方式对比选优等结论，对独立光伏系统在小型游览船上的应用研究具有一定的实用意义和参考价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外太阳能利用研究现状

1.3本论文的主要研究内容

第2章 小型太阳能游览船设计要点分析

2.1小型太阳能游览船可行性分析

2.2太阳能游览船设计主要影响因素分析

2.2.1航行区域的影响

2.2.2船型的影响

2.2.3航速的影响

2.2.4日营运时间的影响

2.3设计关键问题

2.3.1光伏系统主要组件参数匹配

2.3.2光伏阵列布置

2.4小结

第3章 船用独立光伏系统主要组件参数匹配

3.1负载功率

3.1.1推进电机功率

3.1.2负载耗电量

3.2系统光伏阵列功率

3.2.1光伏阵列发电量

3.2.2光伏阵列的功率

3.2.3负载性质分析

3.2.4太阳能电池板规格的选择

3.3系统蓄电池容量的计算

3.3.1系统蓄电池的常用计算方法

3.3.2船用光伏系统蓄电池组容量的计算方法的确定

3.4蓄电池容量与光伏阵列额定功率的匹配

3.5光伏阵列蓄电池匹配计算程序

3.5小结

第4章光伏阵列在小型游览船上的布置方式研究

4.1研究前提

4.2太阳辐射量的计算

4.2.1朝向赤道倾斜面上辐射量的计算

4.2.2不同方位角倾斜面上太阳辐射量计算

4.3船上光伏阵列固定布置研究

4.3.1水平布置

4.3.2固定倾斜布置

4.3.3水平布置和固定倾角对称布置辐射量进行对比分析

4.4船上光伏阵列跟踪布置

4.4.1跟踪方位角

4.4.2全程跟踪

4.5不同布置情况下辐射量计算程序

4.6船上光伏阵列其他布置方式探讨

4.6.1大倾角增加布置面积

4.6.2新颖布置形式设计设想

4.7小结

第5章 小型太阳能游览船应用实例

5.1背景分析

5.1.1太阳能资源

5.1.2北京水上旅游资源

5.2船舶主尺度的选择

5.2.1市场需求船型

5.2.2实船的主尺度要素选择及设计要求

5.3太阳能游览船方案设计

5.3.1全船系统

5.3.2全船负载日耗电量的确定

5.3.3光伏阵列布置方案

5.3.4确定光伏阵列功率和蓄电池容量范围

5.3.5光伏阵列和蓄电池容量的选优

5.4小结

第6章结论与展望

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研项目

附件