[发明专利]客运船舶半透明光伏玻璃及光伏角度自动追踪控制方法

说明书

本发明涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种客运船舶半透明光伏玻璃及光伏角度自动追踪控制方法。其中，客运船舶半透明光伏玻璃包括主体，为内部设有工作空腔的前后两块透明玻璃组；光伏组件，设置在工作空腔内，用于接受太阳辐照进行光电转换；控制组件，发出信号控制光伏组件改变接受角度；光伏组件包括电机、驱动线及多组光伏电池板；光伏电池板与驱动线串列形成百叶式光伏电池阵列；电机驱动驱动线，驱动线带动光伏电池板改变角度。本发明提供的客运船舶半透明光伏玻璃可以在船体的任意角度进行安装，不仅丰富了安装策略，还可以在航向及太阳光角度动态变化的情况下通过自动追踪控制最大限度地接收太阳辐照。

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种客运船舶半透明光伏玻璃及光伏角度自动追踪控制方法。

背景技术

太阳能是一种广泛分布的清洁能源，目前船舶需要为续航进行靠泊补给，而利用太阳能可以提升续航里程，因此太阳能船舶是实现绿色船舶理念、减少船舶化石能源利用与降低二氧化碳排放的一种重要技术，也是航运业实现“碳达峰”、“碳中和”的重要抓手。太阳能光伏发电是目前最为成熟、成本最低、安全性最高的太阳能利用技术，因此最为适合在船舶上推广利用。目前太阳能光伏船舶技术主要在船舶的甲板或船顶利用平铺的光伏单晶/多晶光伏板太阳能发电，并在具有较大空闲甲板面积的汽车滚装船上取得了良好的示范。

但是许多船型例如客运船舶，并没有汽车滚装船的大面积甲板，传统的甲板光伏铺设面积受限，因此目前船用光伏系统具有较大的局限性；其次，甲板光伏铺设角度单一，大部分情况下都是水平布置，而太阳光的入射角随时间动态变化，因此单一角度水平布置的甲板光伏无法有效接收太阳辐照；第三，由于甲板光伏铺设在甲板较低位置，船舶航向与太阳光入射角的动态变化时，舰桥、护栏等会产生大面积阴影遮挡，而不规律的阴影会显著降低甲板光伏的发电量；第四，光伏电池表面温度高会显著降低光伏发电效率，但是平铺在甲板上的光伏阵列不能很好地借助船舶运动时产生的对流换热效应进行表面散热，较高的表面温度导致甲板光伏系统发电效率不足。第五，目前的船舶太阳能技术主要考虑太阳能转化为电能，而太阳能会对船舶舱室内部的光环境与热环境均会产生不利影响。

而半透明光伏玻璃目前主要应用于绿色建筑中，在玻璃上部分覆盖光伏发电材料，从而使得光伏玻璃具有一定的透光性。通过采用半透明光伏玻璃，可以在建筑上同时实现通风、采光与发电等功能，不仅能够光伏发电节能，还能在不同工况下有效降低建筑的空调、采光等综合能耗。

而目前的半透明光伏玻璃也具有一些应用缺陷：

首先，是应用场景不够丰富。到目前为止，半透明光伏玻璃仅仅在建筑中获得示范性应用，而在海洋环境以及船舶这一特殊载体下的应用还尚未可见；第二，目前在建筑中使用的半透明光伏窗没有针对船舶标准和海洋环境进行特殊设计，不具备在高盐高湿环境下稳定运行条件。一般的建筑光伏窗均为竖直安装，接收太阳光的角度单一，而船舶作为一个移动载体，不仅窗户的安装角度因阻力设计需倾斜安装，而且随着船舶航向的改变，接收太阳光的角度也在动态变化，因此目前针对移动载体的光学性能设计也不够完善。

因此，如何将半透明光伏玻璃与客运船舶进行结合，使拥有大面积玻璃的客运船舶能够在不影响舱内采光等情况下高效光伏发电，成为一大研究热点。

发明内容

为解决上述现有技术的不足，本发明提供一种客运船舶半透明光伏玻璃，包括

主体，为内部设有工作空腔的透明玻璃组；

光伏组件，设置在工作空腔内，用于接受太阳辐照进行光电转换；

控制组件，发出信号控制光伏组件改变角度；

其中，光伏组件包括电机、驱动线及多个光伏电池板。光伏电池板与驱动线串列形成百叶式光伏电池阵列，电机驱动驱动线带动光伏电池板改变角度。控制组件与光伏组件及外部系统电连接。

在一实施例中，主体由至少2层船用钢化玻璃组成。