一种基于储能装置的船用旋筒风帆系统的制作方法

本发明涉及一种旋筒风帆，尤其涉及一种基于储能装置的船用旋筒风帆系统。

背景技术：

1、自21世纪以来，随着全球经济迅猛增长，全球贸易发展迅速，在跨境贸易中，约90％的货物是通过海运实现的，相较于陆地运输，海上运输具有成本低和运量大的显著优势，然而，不可忽视的是，海上运输的二氧化碳排放正对全球气候产生越来越大的影响，因此，全球对船运的环保标准不断提高，对于船舶行业来说，节能减排势在必行；

2、中国专利公开号：cn111532409a公开了一种升降式旋筒风帆装置及使用方法，该发明包括支撑组件、剪叉式升降组件和风帆组件，所述风帆组件和剪叉式升降组件均安装在支撑组件上，所述剪叉式升降组件位于风帆组件内，所述风帆组件包括外筒、第一内筒、第二内筒、折流组件和两组导向组件，所述剪叉式升降组件包括升降板、承重板、电缸、两组第一支撑杆和两组第二支撑杆，两组所述导向组件包括两组滑块和两组滑槽，支撑组件，所述支撑组件包括固定板、支撑板、支撑轴和动力组件；

3、由此可见，所述一种升降式旋筒风帆装置及使用方法存在对于不同角度的风向不能做出及时的调整，风能利用率受环境影响较大，当风速较大时大型装置的稳固性存在一定的隐患，同时也使得设备在面对巨大的风速时无法维持稳定性的问题。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种基于储能装置的船用旋筒风帆系统以克服现有技术中对于不同角度的风向不能做出及时的调整，在环境因素影响下风能利用率低下的问题；

2、为实现上述目的，本发明提供一种基于储能装置的船用旋筒风帆系统，包括：

3、风动单元，包括若干设置在船舶对应位置以借助风力辅助推动船舶航行的旋筒；

4、动力单元，其与所述风动单元相连，包括用以驱动各所述旋筒旋转的电机和用以驱动船舶航行的发动机；

5、储能单元，其与所述动力单元相连，用以存储驱动动力单元运行的电能；

6、采集单元，其分别与所述风动单元和所述动力单元相连，包括若干用以采集船舶的航行信息的传感器；所述传感器包括设置在各旋筒的风向传感器和转速传感器，以及，设置在船身上的速度传感器和风速传感器；所述航行信息包括风的流动方向、所述各旋筒的转速、船舶的航线速度和风的流动速度；

7、分析单元，其分别与所述动力单元和所述采集单元相连，用以基于所述采集单元获取的所述航行信息确定船舶航行不合格的原因，以及，基于确定的原因确定对应部件的运行参数。

8、进一步地，所述分析单元用以在基于所述采集单元获取的船舶的航行速度不合格的情况下基于所述采集单元检测到的风向确定原因，或，在初步判定所述航行速度不合格的情况下基于风速重新确定所述各旋筒的转速。

9、进一步地，所述分析单元还用以在判定所述船舶的航行速度不合格的情况下基于船舶行驶方向和风向的夹角判定船舶航行不合格的原因，以及，在判定所述船舶行驶方向和风向的夹角合格的情况下确定发动机的功率，或，在初步判定所述船舶行驶方向和风向的夹角不合格的情况下确定各所述旋筒的转速或重新确定船舶的航行方向。

10、进一步地，所述分析单元还用以在判定所述船舶行驶方向和风向的夹角合格的情况下基于船舶实际航行速度设有若干针对所述发动机功率的功率调节方式，且各功率调节方式针对发动机功率的调节幅度均不相同。

11、进一步地，所述分析单元还用以在初步判定所述船舶行驶方向和风向的夹角不合格的情况下基于所述夹角设有若干针对旋筒风帆旋转速度的转速调节方式，且各转速调节方式针对旋筒风帆转速的调节幅度均不相同。

12、进一步地，所述分析单元用以在判定所述船舶行驶方向和风向的夹角不合格的情况下基于船舶行驶方向和风向的夹角确定所述船舶航行方向与船舶初始航行方向之间的偏移角度。

13、进一步地，所述分析单元用以基于确定的所述船舶航行方向的偏移角度确定靠近发动机和船舶偏移方向的旋筒的转速。

14、进一步地，所述分析单元用以基于确定的所述靠近发动机和船舶偏移方向的旋筒的转速逐个确定其余旋筒的转速。

15、进一步地，所述分析单元用以在初步判定所述航行速度不合格的情况下基于所述采集单元获取的风的流动速度确定所述各旋筒的转速。

16、进一步地，所述分析单元还用以根据所述采集单元基于调节后的各所述旋筒的转速获取的航行数据对所述船舶的航行速度进行重新判定；

17、所述分析单元还用以在判定所述船舶航行速度不合格的情况下基于风向确定船舶航行不合格的原因或发出旋筒损坏通知，以及，在初步判定所述航行速度合格的情况下停止旋筒风帆的运行。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明中所述分析单元在基于所述采集单元获取的船舶的航行速度不合格的情况下基于风向确定原因，或在初步判定所述航行速度不合格的情况下基于风速确定所述各旋筒的转速，或在初步判定所述航行速度合格的情况下停止旋筒风帆的运行，提高了旋筒风帆系统对风能的利用率，对于不同角度的风能及时地做出调整，节省了资源的消耗。

19、进一步地，所述分析单元在判定所述船舶行驶方向和风向的夹角合格的情况下调节发动机的功率，或，在初步判定所述船舶行驶方向和风向的夹角不合格的情况下调节所述各旋筒的转速，或在判定所述船舶行驶方向和风向的夹角不合格的情况下调节航行方向，进一步提高了旋筒风帆系统对风能的利用率，对于不同角度的风能及时地做出调整，节省了资源的消耗。

20、进一步地，所述分析单元在判定所述船舶行驶方向和风向的夹角合格的情况下基于船舶实际航行速度与预设航行速度标准的差值设有针对所述发动机功率的功率调节方式，进一步提高了旋筒风帆系统对风能的利用率，节省了资源的消耗。

21、进一步地，所述分析单元在初步判定所述船舶行驶方向和风向的夹角不合格的情况下基于所述夹角设有若干针对旋筒风帆旋转速度的转速调节方式，进一步提高了旋筒风帆系统对风能的利用率，节省了资源的消耗。

22、进一步地，所述分析单元在判定所述船舶行驶方向和风向的夹角不合格的情况下基于船舶行驶方向和风向的夹角与预设夹角标准的差值确定所述船舶航行方向的偏移角度，进一步提高了旋筒风帆系统对风能的利用率，对于不同角度的风能及时地做出调整，节省了资源的消耗。

23、进一步地，所述分析单元根据确定的所述船舶航行方向的偏移角度确定靠近发动机和船身右侧的旋筒的转速，并基于确定的所述靠近发动机和船身右侧的旋筒的转速逐个确定其余旋筒的转速，提高了对所述旋筒风帆系统的控制精度，进一步提高了旋筒风帆系统对风能的利用率，节省了资源的消耗。

24、进一步地，所述分析单元在初步判定所述航行速度不合格的情况下基于所述采集单元获取的风的流动速度确定所述各旋筒的转速，并在完成针对所述各旋筒的转速调节后基于所述采集单元新获取的航行数据对所述船舶航行速度进行二次判定，进一步提高了对所述旋筒风帆系统的控制精度，提高了旋筒风帆系统对风能的利用率，节省了资源的消耗。

技术特征：

1.一种基于储能装置的船用旋筒风帆系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于储能装置的船用旋筒风帆系统，其特征在于，所述分析单元用以在基于所述采集单元获取的船舶的航行速度不合格的情况下基于所述采集单元检测到的风向确定原因，或，在初步判定所述航行速度不合格的情况下基于风速重新确定所述各旋筒的转速。

3.根据权利要求2所述的基于储能装置的船用旋筒风帆系统，其特征在于，所述分析单元还用以在判定所述船舶的航行速度不合格的情况下基于船舶行驶方向和风向的夹角判定船舶航行不合格的原因，以及，在判定所述船舶行驶方向和风向的夹角合格的情况下确定发动机的功率，或，在初步判定所述船舶行驶方向和风向的夹角不合格的情况下确定各所述旋筒的转速或重新确定船舶的航行方向。

4.根据权利要求3所述的基于储能装置的船用旋筒风帆系统，其特征在于，所述分析单元还用以在判定所述船舶行驶方向和风向的夹角合格的情况下基于船舶实际航行速度设有若干针对所述发动机功率的功率调节方式，且各功率调节方式针对发动机功率的调节幅度均不相同。

5.根据权利要求3所述的基于储能装置的船用旋筒风帆系统，其特征在于，所述分析单元还用以在初步判定所述船舶行驶方向和风向的夹角不合格的情况下基于所述夹角设有若干针对旋筒风帆旋转速度的转速调节方式，且各转速调节方式针对旋筒风帆转速的调节幅度均不相同。

6.根据权利要求3所述的基于储能装置的船用旋筒风帆系统，其特征在于，所述分析单元用以在判定所述船舶行驶方向和风向的夹角不合格的情况下基于船舶行驶方向和风向的夹角确定所述船舶航行方向与船舶初始航行方向之间的偏移角度。

7.根据权利要求6所述的基于储能装置的船用旋筒风帆系统，其特征在于，所述分析单元用以基于确定的所述船舶航行方向的偏移角度确定靠近发动机和船舶偏移方向的旋筒的转速。

8.根据权利要求7所述的基于储能装置的船用旋筒风帆系统，其特征在于，所述分析单元用以基于确定的所述靠近发动机和船舶偏移方向的旋筒的转速逐个确定其余旋筒的转速。

9.根据权利要求2所述的基于储能装置的船用旋筒风帆系统，其特征在于，所述分析单元用以在初步判定所述航行速度不合格的情况下基于所述采集单元获取的风的流动速度确定所述各旋筒的转速。

10.根据权利要求9所述的基于储能装置的船用旋筒风帆系统，其特征在于，所述分析单元还用以根据所述采集单元基于调节后的各所述旋筒的转速获取的航行数据对所述船舶的航行速度进行重新判定；

技术总结本发明涉及一种基于储能装置的船用旋筒风帆系统，包括用以借助风力辅助推动船舶航行的风动单元，用以驱动旋筒旋转并为船舶航行提供动力的动力单元，用以储存驱动各旋筒的电能的储能单元，用以采集船舶航行信息的采集单元以及与所述采集单元相连，用以基于所述采集单元获取的所述航行信息确定船舶航行不合格的原因以及基于所述航行不合格的原因确定调节方式的分析单元，以克服现有技术中对于不同角度的风向不能做出及时的调整，在环境因素影响下风能利用率低下的问题。技术研发人员：郑卫敏受保护的技术使用者：浙江合兴船业有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/17