船舶光伏空调系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于船舶空调技术领域，尤其涉及一种船舶光伏空调系统。
【背景技术】
[0002]船舶空调对于控制船舱内的温湿度，提高船员和乘客的舒适性以及一些对环境要求比较高的精密仪器有着重要的作用。传统的船舶空调系统需要从船舶电力网中取电，而船舶的电力源往往是一台柴油发电机，因而需要耗费大量的燃料，对于环境保护和船舶的续航能力都不利。
[0003]因此，采用不需要燃料的光伏太阳能来给船舶的空调供电越来越受到青睐。在相关技术中已经公开了一种太阳能船舶空调的方案，该方案为带有蓄电池的系统，所以因为蓄电池固有的缺点，会造成系统的成本过高，寿命较短，且需要的摆放空间较大。另外，如果出现连续的阴雨天气，则光伏阵列不能正常发电，并且蓄电池的容量有限，因而船舶上空调的正常使用就会受到影响。
[0004]另外，研宄数据表明，光伏电池的输出功率能力和光照强度以及结点温度有关。例如，当光照强度固定在1000W/m2时，光伏电池输出功率的大小与结点温度的关系如图1所示，图中横坐标为光伏电池输出电压，纵坐标为输出功率，三条不同的曲线分别是结点温度T = 325K(51.85°C)、300K(26.85。。)和275K(1.85°C )下的输出功率电压曲线。显而易见，光伏电池结点温度越高越不利于功率的输出，温度越低输出功率越大。而安装在船舶上的光伏阵列一般都会是在船舱的顶部，直接受到太阳的曝晒，尤其是在正午时分，光伏电池板的温度会升到很高，不仅不利于功率的输出，还会缩短光伏电池的寿命。
[0005]综上所述，相关技术中船舶光伏空调系统存在着以下不足:
[0006](I)带蓄电池的船舶光伏空调方案成本过高，寿命较短，需要维护，且占用的空间较大，并且不能满足空调全天候运行的要求。
[0007](2)只是简单地利用光伏阵列输出的直流电，光伏阵列的最大功率输出能力有待提尚。
[0008](3)光伏阵列安装在船舱顶部，受到高温的影响，使得输出功率的能力受到影响。【实用新型内容】
[0009]本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种船舶光伏空调系统，该船舶光伏空调系统可以实现船舶空调器的全天候使用，成本低，占用空间小，光伏阵列的输出功率得到提高。
[0010]为达到上述目的，本实用新型提出一种船舶光伏空调系统，该系统包括:空调器；双向变换器，所述双向变换器的一端与船舶的电网相连；光伏供电装置，所述光伏供电装置包括光伏阵列和DC/DC变换器；切换装置，所述切换装置具有第一端至第三端，所述第一端与所述双向变换器的另一端相连，所述第二端与所述光伏供电装置相连，所述第三端与所述空调器相连；水冷却装置，所述水冷却装置用于对所述光伏阵列进行冷却；供水装置，所述供水装置与所述水冷却装置相连，所述供水装置用于将水冷却装置中水提供至船舶的水管网；以及控制装置，所述控制装置与所述切换装置相连，用于对所述切换装置进行控制。
[0011]根据本实用新型的船舶光伏空调系统，通过水冷却装置对光伏供电装置进行水冷降温，从而可以有效地提高光伏阵列的功率输出能力，并且还可以为船舶提供热水。另外，通过控制装置对切换装置的控制可以实现光伏供电装置或船舶电网为空调器进行双路供电，从而可以保证空调器在任何时候可以运行。另外，通过切换装置和双向变换器，使得电能可以在光伏供电装置和船舶电网之间进行双向流动，可以把光伏阵列输出的富余电能传输给船舶电网，既提高了光伏阵列的利用率，又对船舶的电网进行了补充，减少了船舶用于发电的这部分燃料消耗，提高了船舶的续航能力，相较于相关技术中需要蓄电池的方案，本实用新型的系统成本高，维护简单，光伏阵列利用率高。
[0012]其中，当所述光伏供电装置处于发电状态，且所述空调器处于开机状态时，所述控制装置控制所述切换装置的第二端与所述第三端接通，以使所述光伏供电装置为所述空调器供电；当所述光伏供电装置处于发电状态，且所述空调器处于关机状态时，所述控制装置控制所述切换装置的第二端与所述第一端接通，以使所述光伏供电装置为所述船舶的电网供电；以及当所述光伏供电装置未处于发电状态，且所述空调器处于开机状态时，所述控制装置控制所述切换装置的第一端与所述第三端接通，以使所述船舶的电网为所述空调器供电。
[0013]进一步地，所述水冷却装置包括:储水仓；与所述储水仓相连的进水管和水泵，所述水泵用于将所述储水仓中的水抽入所述进水管；与所述进水管相连的冷却管，所述冷却管设置在所述光伏阵列之下，用于对所述光伏阵列进行冷却；以及，与所述冷却管相连的出水管，所述出水管与所述供水装置相连。
[0014]其中，所述水泵可以通过所述光伏阵列供电。
[0015]另外，所述供水装置可以为保温储水罐，其中，所述水冷却装置还包括:液位检测器，用于检测所述保温储水罐中的液位高度；以及，液位控制器，用于根据所述保温储水罐中的液位高度对所述水泵进行控制。
[0016]另外，当所述光伏供电装置为所述船舶的电网供电时，所述控制装置还用于根据自适应变步长的最大功率点跟踪MPPT控制方式对所述DC/DC变换器进行控制。
[0017]具体地，所述冷却管采用S型排布。
[0018]本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0019]图1是根据现有技术中的光伏电池输出功率与电压的关系曲线示意图；。
[0020]图2是根据本实用新型的一个实施例的船舶光伏空调系统的框图；
[0021]图3是根据本实用新型的一个具体实施例的船舶光伏空调系统的部分示意图；
[0022]图4是根据本实用新型的另一个实施例的船舶光伏空调系统的部分示意图；
[0023]图5是根据本发明的一个实施例的船舶光伏空调系统的MPPT控制原理示意图；
[0024]图6是根据本发明的一个实施例的船舶光伏空调系统的MPPT控制算法流程图；
[0025]图7是根据本实用新型的一个实施例的船舶光伏空调系统的控制方法的流程图；
[0026]图8是根据本实用新型的另一个实施例的船舶光伏空调系统的控制方法的流程图；以及
[0027]图9是根据本实用新型的又一个实施例的船舶光伏空调系统的控制方法的流程图。
[0028]附图标记:
[0029]船舶光伏空调系统1000、空调器100、双向交换器200、光伏供电装置300、切换装置400、水冷却装置500、供水装置600和控制装置700、光伏阵列301和DC/DC变换器302、储水仓501、进水管502、水泵503、冷却管504和出水管505、液位检测器506和液位控制器507。
【具体实施方式】
[0030]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0031]下面参考附图描述本实用新型实施例的船舶光伏空调系统及其控制方法。
[0032]首先对本实用新型实施例的船舶光伏空调系统进行说明。图2为根据本实用新型的一个实施例的船舶光伏空调系统的框图。
[0033]如图2所示，本实用新型实施例的船舶光伏空调系统1000包括空调器100、双向交换器200、光伏供电装置300、切换装置400、水冷却装置500、供水装置600和控制装置700。
[0034]其中，光伏供电装置300包括光伏阵列301和DC/DC变换器302。光伏阵列301在该