[发明专利]太阳能船舶在综合运动下改善蓄电池损耗的方法

权利要求书

1.一种太阳能船舶在综合运动下改善蓄电池损耗的方法，其特征是：

1)根据实际航线，通过历史数据统计出不同时段不同航段下对船舶横摇产生主要影响参数的范围，并采用超拉丁立方体抽样生成多场景，所述主要影响参数包括海况、海上风速、波高、对应风级；

2)根据航行船舶的型号来获得船舶具体参数，所述船舶具体参数包括水线面系数、排水体积、型宽、型深；

3)对长峰波随机海浪进行分析，并通过海况、船舶具体参数和浪向对波倾角进行修正，得到船舶横摇角的波动情况；

4)在固定倾角辐照度计算的基础上进行参数修正，确定船舶在航行中任意时刻的光伏板处的地外辐照度；

5)考虑船舶综合运动和仅进行平移运动两种情况来计算光伏板倾斜表面上的辐照度；

6)根据计算出来的辐照度分别得到上述两种运动情况下的光伏板板的输出功率，超级电容在这里用来吸收此部分光伏波动功率，负荷的波动功率由蓄电池承担；

7)用多次航程超级电容储能环节吸纳能量的最大值来设计超级电容的容量；

8)另一部分，蓄电池的容量确定则根据所确定的具体目标、负荷情况、柴油机情况和船舶运行时的运行状况而确定；

9)在确定超级电容的最小容量后，对超级电容的数量和占地面积进行确定。

2.根据权利要求1所述的太阳能船舶在综合运动下改善蓄电池损耗的方法，其特征是所述在固定倾角辐照度计算的基础上进行参数修正，确定船舶在航行中任意时刻的光伏板处的地外辐照度具体包括：

确定船舶在航行中任意时刻的光伏板板处的地外辐照度E，E＝E_ncos i，E_n为光伏板与大地相对位置固定、当太阳入射光线垂直于此时的光伏板平面时、光伏板从太阳处获得的辐照度，i为太阳光对光伏板的入射角；在固定倾角辐照度的基础上依据式L_u＝L₀-(180/π)(V₀/r)(t/3600)sin(JD)、式D_u＝D₀-(180/π)(V₀/r)(t/3600)cos(JD)对地外太阳辐照度进行修正，其中V₀为船舶的航速，t为船舶离开出发地后持续行驶的时间，首先对太阳赤纬角E_c、光伏板所在经度、光伏板倾斜角B、太阳时角ω和光伏板方位角γ进行修正，其中，L_u为实时纬度,D_u为实时经度，JD为船舶航向、即船舶轴线和正南向的夹角，r为地球的平均半径、取值为6371.39km，L₀、D₀为t₀时刻的纬度和经度。

3.根据权利要求2所述的太阳能船舶在综合运动下改善蓄电池损耗的方法，其特征是所述计算光伏板倾斜表面上的辐照度具体包括：倾斜表面上的辐照度H_T＝H_Z+H_S+H_F，其中H_Z为直接光照辐照度、H_F为漫反射辐照度，H_S为反射光照辐照度。

4.根据权利要求3所述的太阳能船舶在综合运动下改善蓄电池损耗的方法，其特征是所述用多次航程超级电容储能环节吸纳能量的最大值来设计超级电容的容量具体包括：通过式E_sc，rated＝ΔE_sc/0.75、设计出超级电容的容量C_sc,min，C_sc,min为波动功率所需要的最小超级电容容量值，E_sc，rated为存储的最小能量；超级电容的额定电压为V_ref，最大端电压为V_sc，max，ΔE_SC为超级电容释放/吸收的能量；t₁，t₂，t₃，……顺次表示平滑功率曲线和摇荡功率曲线的n个交点时刻；P_K为只考虑船舶移动不考虑船舶摇摆的情况下光伏板输出的平滑功率，P_y为同时考虑船舶移动和船舶摇摆的综合运动情况下的光伏板输出的波动功率。