本站小編為你精心準(zhǔn)備了談無線網(wǎng)絡(luò)管理的駁船太陽能供電系統(tǒng)參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。
摘要：隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，節(jié)能減排已經(jīng)成為全球關(guān)注的課題，現(xiàn)代科技的發(fā)展需要更好地解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展中遇到的問題。本文設(shè)計(jì)了一種降低業(yè)主運(yùn)營成本、安全可靠的太陽能互補(bǔ)供電系統(tǒng)，太陽能充放電控制器配置聯(lián)網(wǎng)查詢功能，可通過手機(jī)APP監(jiān)測電池實(shí)時(shí)電量，電池電量低等報(bào)警可通過手機(jī)短信推送相關(guān)人員。
關(guān)鍵詞：無線網(wǎng)絡(luò)；太陽能；供電
0引言
隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，航運(yùn)業(yè)和造船業(yè)取得了令人矚目的成就，但如何能夠合理利用能源、降低能耗成為船舶行業(yè)最為關(guān)心的問題之一[1]。面對越來越嚴(yán)苛的減排規(guī)則和高昂的燃油費(fèi)用，應(yīng)尋找行之有效的節(jié)能減排技術(shù)。太陽能是一種清潔無污染的能源，符合節(jié)能減排的要求。本船為鋼質(zhì)非自航雙殼艙口駁船，設(shè)置1臺(tái)1480kW的主發(fā)電機(jī)，主要向艏部和艉部2臺(tái)裝運(yùn)集裝箱的門座式吊機(jī)及其工作狀態(tài)下必要的生活設(shè)施供電。另設(shè)置1臺(tái)75kW的輔發(fā)電機(jī)，當(dāng)主發(fā)電機(jī)未工作時(shí)，向船上的生活設(shè)施及照明設(shè)備供電。考慮到本船為非自航駁船，且船舶非作業(yè)時(shí)運(yùn)行設(shè)備使用較少功率較低，如果一直使用輔發(fā)電機(jī)供電，不利于節(jié)約運(yùn)營成本。基于以上情況配置1臺(tái)太陽能供電系統(tǒng)，既滿足船舶人員生活需求又節(jié)約運(yùn)營成本。傳統(tǒng)的太陽能供電系統(tǒng)需要人員來查看系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，避免系統(tǒng)虧電造成的突然停電，本設(shè)計(jì)能夠合理解決系統(tǒng)的管理問題，能夠在節(jié)能減排的同時(shí)，提高人工效率，減少人工成本。該系統(tǒng)組成如圖1所示。
1太陽能網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想
箱型吊桿駁為節(jié)約運(yùn)營成本，安裝太陽能板及儲(chǔ)電蓄電池，日照條件好的情況下，太陽能電池組件在一定強(qiáng)度的太陽光照射下產(chǎn)生電能，通過太陽能充放電控制器存儲(chǔ)到蓄電池內(nèi)，夜晚蓄電池通過充放電控制器為負(fù)載提供電能。通常太陽能系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況增大蓄電池的容量，以保證陰雨天的照明及空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。如果遇到長時(shí)間的陰雨天，作業(yè)時(shí)可通過主配電板給蓄電池充電，停止作業(yè)時(shí)蓄電池存儲(chǔ)的直流電能通過逆變器轉(zhuǎn)換成交流電，供照明及休息處所空調(diào)使用。避免小負(fù)載動(dòng)用發(fā)電機(jī)造成浪費(fèi)的情況出現(xiàn)，可通過2種方式的互補(bǔ)，最大可能避免發(fā)電機(jī)輕載運(yùn)行情況的出現(xiàn)，可以節(jié)約成本，減少環(huán)境污染。
1）當(dāng)船舶處于工作時(shí)間時(shí)，由發(fā)電機(jī)供電給全船設(shè)備，太陽能板優(yōu)先給蓄電池充電，不對外供電。設(shè)置充電監(jiān)測器對太陽能板的充電效率進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)當(dāng)天太陽能板的充電效率不足以使蓄電池達(dá)到充滿狀態(tài)時(shí)，則需在吊機(jī)結(jié)束作業(yè)前，手動(dòng)啟動(dòng)蓄電池充電機(jī)對蓄電池進(jìn)行充電，保證在吊機(jī)停止作業(yè)前，蓄電池達(dá)到充滿狀態(tài)，滿足每晚10h的照明及空調(diào)的用電量。
2）當(dāng)船舶在非作業(yè)時(shí)間時(shí)，蓄電池處于放電狀態(tài)，供生活設(shè)備使用。蓄電池設(shè)置預(yù)警功能，一旦蓄電池放電到達(dá)電量低位極限，警報(bào)提醒值班人員，當(dāng)報(bào)警未在規(guī)定時(shí)間處理時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)停泊發(fā)電機(jī)。
3）太陽能充放電控制器配置聯(lián)網(wǎng)查詢功能，可通過手機(jī)APP監(jiān)測電池實(shí)時(shí)電量。
4）太陽能板布置采用平行斜排布置方式。
5）太陽能系統(tǒng)為船上照明（約1kW）和空調(diào)設(shè)備（約1.75kW）供電10h。
2太陽能網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
實(shí)用性、可靠性、先進(jìn)性是系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)，針對系統(tǒng)的要求，規(guī)劃設(shè)計(jì)中遵循智能化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化原則。
1）智能化：整個(gè)系統(tǒng)以管理中心為核心，充分體現(xiàn)了系統(tǒng)的智能化。
2）模塊化：整個(gè)系統(tǒng)中能用的設(shè)備均為模塊設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也遵循這一原則，這樣系統(tǒng)層次分明，符合系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和國家標(biāo)準(zhǔn)工藝流程，便于使用、維護(hù)及系統(tǒng)擴(kuò)容。
3）標(biāo)準(zhǔn)化：根據(jù)嚴(yán)密保安和高度可靠性要求，系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)和設(shè)備都執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化要求，完全參照行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，充分體現(xiàn)系統(tǒng)的先進(jìn)性和標(biāo)準(zhǔn)化的要求，將系統(tǒng)規(guī)范化、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化作為重要的設(shè)計(jì)原則。
3太陽能網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)組成
3.1太陽能光伏組件
光伏組件采用300Wp的單晶硅太陽能電池組件。電池組件尺寸為1640mm×992mm×40mm；電池組件重量為21.0kg；電池組成為60片單晶硅電池串聯(lián)，滿足IEC61215標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)功率300W；開路電壓為35.4V。短路電流為9.52V；最佳工作電壓為30.5V。最佳工作電流為9.93A；開路電壓為-40~+80℃；正常使用25年后組件功率損壞不超過初始值20%。
3.2充電控制器
充電控制器采用直沖式/PWM控制方式，充電電流100A，額定充電電壓96V。強(qiáng)充電電壓118.4V，屬于直充快速充電，一般是在蓄電池電壓低的時(shí)候用相對高電壓對蓄電池充電，該電壓也稱為直沖保護(hù)點(diǎn)電壓。均衡充電電壓設(shè)計(jì)是在直充結(jié)束后，充電控制器靜置一段時(shí)間，讓其電壓自然下落，當(dāng)下落到“恢復(fù)”電壓時(shí)，均衡充電拉回個(gè)別端電壓相對偏低的電池，使所有的電池端電壓具有均勻的一致性。浮充電壓及浮充控制點(diǎn)電壓當(dāng)均充完畢后，蓄電池被靜置一段時(shí)間，其端電壓自然下落，下落至“恢復(fù)充電電壓”時(shí)，就進(jìn)行浮充狀態(tài)，采用PWM方式類似于“涓流充電”電池電壓一低就充上一點(diǎn)，以免電池溫度持續(xù)升高，對蓄電池有利，充電控制器設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。
3.3交流逆變電源
交流逆變電源參數(shù)如表2所示，將光伏太陽能板產(chǎn)生的可變直流電壓轉(zhuǎn)換為船電頻率交流電的逆變器，供船上的負(fù)載使用。
3.4蓄電池組
蓄電池放電的容量隨放電電流增大而減小，反之放電容量則增大；蓄電池放電的容量隨溫度增加而增大，隨溫度減小而減小。蓄電池采用獨(dú)特配方的電解液添加劑，常溫下貯存12個(gè)月，容量保留在90%以上。電池存放一段時(shí)間后可以通過開路電壓得出電池剩余容量。浮充電壓每只13.5V，初始充電電流不大于0.1CA。循環(huán)使用時(shí)電池采用恒壓限流式充電，充電電壓每只14.1V，初始充電電流等同于浮充使用。如電池使用前經(jīng)過長期貯存，則需補(bǔ)充電。蓄電池充電第一階段：恒流0.1CA充電，電壓上升到14.2V轉(zhuǎn)第二階段。第二階段：恒壓14.2±0.1V充電，電流逐漸下降到小于0.03CA，轉(zhuǎn)第三階段。第三階段：涓流充電，恒壓13.7±0.1V充電。
3.5無線網(wǎng)絡(luò)模塊
4G通信功能采用DTU模塊，插入SIM卡后，建立4G圖2蓄電池充電特性曲線網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)絡(luò)將充電控制器監(jiān)測到的太陽能供電狀態(tài)，通過手機(jī)APP推送，同時(shí)查看太陽能具體供電狀態(tài)，對報(bào)警信息進(jìn)行突出顯示。重要報(bào)警信息具備短信報(bào)警功能，通過短信網(wǎng)關(guān)進(jìn)行短信報(bào)警，及時(shí)收到報(bào)警信息。在不用巡查的基礎(chǔ)上，確保用電安全及解決斷電風(fēng)險(xiǎn)。
4太陽能網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)實(shí)船效用
太陽能網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)在駁船上的應(yīng)用，極大地節(jié)省非營運(yùn)時(shí)間發(fā)電機(jī)燃油消耗，降低發(fā)電機(jī)廢氣排放，響應(yīng)了國家節(jié)能減排的號(hào)召，提高了清潔能源的使用率。船舶航運(yùn)是當(dāng)今世界貨物運(yùn)輸?shù)闹饕獱I運(yùn)方式,為迎合可持續(xù)發(fā)展道路,需研發(fā)出更加科學(xué)環(huán)保的綠色船舶[2]，以滿足船舶與環(huán)境和諧發(fā)展的需求。
5結(jié)語
太陽能作為一種船舶新能源,被視為前景良好的能源技術(shù),主要用途體現(xiàn)在光熱利用、發(fā)電利用、光化利用和燃油利用等方面。本文將太陽能網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)應(yīng)用在駁船上非工作時(shí)間的實(shí)例，是對網(wǎng)絡(luò)管理太陽能發(fā)電的一個(gè)典型應(yīng)用，對今后類似項(xiàng)目的實(shí)施具有一定的參考意義。
參考文獻(xiàn)：
[1]曹林,李彬彬.高效節(jié)能綠色變頻-變頻技術(shù)在船舶領(lǐng)域的應(yīng)用[J].船舶物資與市場.2015,(3):45-48.
[2]魏伊凡.太陽能技術(shù)在船舶上的應(yīng)用可行性分析[J].科技風(fēng).2018,(26):154.
作者：亢曉勇 單位：中交四航局江門航通船業(yè)有限公司