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船舶開關電源的發(fā)展趨勢和實際應用分析

2018-05-21

    近年來,各國的高速發(fā)展和環(huán)保意識加重,以及地球上不可再生能源的日漸估竭,節(jié)能減排和改善生態(tài)環(huán)境成為大家首先要考慮的問題。人們一直在研究太陽能、風能、潮汐能等新能源如何可以更好的應用,以便減輕污染和能源消耗。在眾多清潔能源中,隨著風能和太陽能技術的進步和完善,開關電源將會越來越多應用在船舶上面。

 

    開關電源是可以將固定直流電壓轉換為固定或可變的直流電壓,在地鐵、電力推進、無軌電車等應用上具有使控制具有加速平穩(wěn)、快速響應、節(jié)約電能等效果。因為風能具有間歇性、受地形影響、干擾雷達、噪音大等缺點,目前只有少量船舶是應用了風力發(fā)電的技術,一般是為了提供船舶航行的主動力和輔助動力上。

 

    太陽能在船舶上的應用主要是利用光伏發(fā)電技術轉換電能供船舶使用,由太陽能電池板、開關電源、蓄電池、控制器等多方面組成發(fā)電系統(tǒng),光伏發(fā)電系統(tǒng)可分為獨立光伏發(fā)電、混合型光伏發(fā)電及并網發(fā)電系統(tǒng)。獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)是指采用太陽能電池板為核心部分,將發(fā)出的零星直流電能轉換成滯留形式電能,開關電源轉換技術當作橋梁,儲存在電池中。當發(fā)電量大于負載時,太陽能電池通過充電器對蓄電池充電。當發(fā)電量不足時,太陽能電池及蓄電池同時對負載供電。

 

    混合性發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池板、DC/DC變換器、蓄電池、控制器、逆變器、主開關、發(fā)電機組等組成,是將光伏電能與其他形式來源的電能進行混合調度使用。當光伏陣列發(fā)電不足或蓄電池儲備量不足時,啟動備用發(fā)電機組可以直接給交流負載供電,同時經整流器給蓄電池充電。并網發(fā)電系統(tǒng)是指存在并網關系,目前有蓄電池儲能環(huán)節(jié)的可發(fā)電系統(tǒng)及沒有蓄電池不可調度式并網發(fā)電系統(tǒng)兩種結構。

 

    現在電源系統(tǒng)的核心技術主要是開關電源,特別是對于大型直流設備而言,傳統(tǒng)的電路復雜、占用面積大、重量重。采用開關電源技術可以解決體積和重量等問題,同時還可提高效率、節(jié)約成本。

 

    在日后能源估竭和污染加劇,新能源技術的研發(fā)和應用慢慢成熟的情況下,開關電源、DC/DC轉換技術在船舶上應用會越來越多。在動力、電站配置及分配用電上利用太陽能、輔助設施等設備,將功率大、轉換效率、低壓、直流無刷永磁電機與船槳配合等方向發(fā)展,同時開關電源技術隨著應用需求不斷進步與發(fā)展。

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