独立光伏系统在小型游览船上的应用研究

【摘要】： 太阳能被全世界公认为最清洁能源之一,随着光伏技术的发展和完善,太阳能在船舶上的应用引起科技人员的重视。太阳能船有节能、环保、零排放、噪声小等特点,在不久的未来有着广泛的应用前景。 本文分析国内外太阳能船舶的研究现状,得出独立光伏系统在小型游览船上应用具有广泛前景的结论；分析独立光伏系统与常规游览船设计的异同,提炼出太阳能游览船设计的可行性判断流程、要点和关键问题；分析船用光伏系统中负载、光伏阵列和蓄电池三大主要组件参数的计算方法,得出合理匹配参数；分析船上光伏阵列固定布置和跟踪布置方式,通过计算得出,跟踪布置优于固定布置、固定布置中水平布置优于固定倾角布置、跟踪布置与当地太阳能辐射资源有关等结论；编写了可行性判断程序、不同布置方式下太阳能辐射量计算程序、最佳光伏阵列和蓄电池的匹配程序；最后以北京颐和园昆明湖上的一条小型游览船为例进行设计,确定了太阳能游览船的主尺度方案、光伏阵列的布置方式、最佳光伏阵列和蓄电池匹配参数。 本文得出的小型太阳能游览船的可行性设计流程、设计要点、光伏系统配置计算方法和光伏阵列布置方式对比选优等结论,对独立光伏系统在小型游览船上的应用研究具有一定的实用意义和参考价值。 【关键词】：独立光伏系统 太阳能游览船 太阳能辐射 布置方式 参数匹配
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：U674.92
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外太阳能利用研究现状10-16
• 1.3 本论文的主要研究内容16-17
• 第2章 小型太阳能游览船设计要点分析17-26
• 2.1 小型太阳能游览船可行性分析17-19
• 2.2 太阳能游览船设计主要影响因素分析19-24
• 2.2.1 航行区域的影响20-22
• 2.2.2 船型的影响22-23
• 2.2.3 航速的影响23-24
• 2.2.4 日营运时间的影响24
• 2.3 设计关键问题24-25
• 2.3.1 光伏系统主要组件参数匹配24-25
• 2.3.2 光伏阵列布置25
• 2.4 小结25-26
• 第3章 船用独立光伏系统主要组件参数匹配26-35
• 3.1 负载功率26-27
• 3.1.1 推进电机功率26
• 3.1.2 负载耗电量26-27
• 3.2 系统光伏阵列功率27-31
• 3.2.1 光伏阵列发电量27
• 3.2.2 光伏阵列的功率27-28
• 3.2.3 负载性质分析28-29
• 3.2.4 太阳能电池板规格的选择29-31
• 3.3 系统蓄电池容量的计算31-32
• 3.3.1 系统蓄电池的常用计算方法31
• 3.3.2 船用光伏系统蓄电池组容量的计算方法的确定31-32
• 3.4 蓄电池容量与光伏阵列额定功率的匹配32-33
• 3.5 光伏阵列蓄电池匹配计算程序33-34
• 3.5 小结34-35
• 第4章 光伏阵列在小型游览船上的布置方式研究35-47
• 4.1 研究前提35
• 4.2 太阳辐射量的计算35-37
• 4.2.1 朝向赤道倾斜面上辐射量的计算35-37
• 4.2.2 不同方位角倾斜面上太阳辐射量计算37
• 4.3 船上光伏阵列固定布置研究37-40
• 4.3.1 水平布置38
• 4.3.2 固定倾斜布置38-39
• 4.3.3 水平布置和固定倾角对称布置辐射量进行对比分析39-40
• 4.4 船上光伏阵列跟踪布置40-43
• 4.4.1 跟踪方位角40-41
• 4.4.2 全程跟踪41-43
• 4.5 不同布置情况下辐射量计算程序43-44
• 4.6 船上光伏阵列其他布置方式探讨44-46
• 4.6.1 大倾角增加布置面积44-45
• 4.6.2 新颖布置形式设计设想45-46
• 4.7 小结46-47
• 第5章 小型太阳能游览船应用实例47-57
• 5.1 背景分析47-48
• 5.1.1 太阳能资源47
• 5.1.2 北京水上旅游资源47-48
• 5.2 船舶主尺度的选择48-49
• 5.2.1 市场需求船型48-49
• 5.2.2 实船的主尺度要素选择及设计要求49
• 5.3 太阳能游览船方案设计49-56
• 5.3.1 全船系统49-50
• 5.3.2 全船负载日耗电量的确定50-51
• 5.3.3 光伏阵列布置方案51-53
• 5.3.4 确定光伏阵列功率和蓄电池容量范围53-54
• 5.3.5 光伏阵列和蓄电池容量的选优54-56
• 5.4 小结56-57
• 第6章 结论与展望57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-62
• 攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研项目62-63
• 附件63-65

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