一种光伏供电的轮胎式龙门起重机 |
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| 申请号 | CN201610156901.9 | 申请日 | 2016-03-18 | 公开(公告)号 | CN105692462A | 公开(公告)日 | 2016-06-22 |
| 申请人 | 上海振华重工(集团)股份有限公司; | 发明人 | 李凯; 唐珂; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提出了一种光伏供电的轮胎式龙 门 起重机 。该轮胎式龙门起重机，包括大车机构、小车机构和起升机构，还包括 光伏发电 系统， 光伏发电系统 包括 太阳能 发电板、直流至直流 整流器 、 蓄 电池 组和逆变器，直流至直流整流器将太阳能发电板提供的直流电转换为蓄 电池组 的 电能 ，逆变器将 蓄电池 组的直流电转换为交流电以驱动大车机构、小车机构和起升机构工作。本发明提供的一种光伏供电的轮胎式龙门起重机采用太阳能发电板对蓄电池组进行充电且由蓄电池组 驱动轮 胎式龙门起重机各个单元工作，能减少污染和噪音，利于环保。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种光伏供电的轮胎式龙门起重机，包括大车机构、小车机构和起升机构，其特征在于，还包括光伏发电系统，所述光伏发电系统包括太阳能发电板、直流至直流整流器、蓄电池组和逆变器，所述直流至直流整流器将所述太阳能发电板提供的直流电转换为所述蓄电池组的电能，所述逆变器将所述蓄电池组的直流电转换为交流电以驱动所述大车机构、小车机构和起升机构工作。 |
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| 说明书全文 | 一种光伏供电的轮胎式龙门起重机技术领域[0001] 本发明涉及起重机械技术领域，尤其涉及一种光伏供电的轮胎式龙门起重机。 背景技术[0002] 轮胎式龙门起重机或称为轮胎吊(RTG)是目前国内外码头的大型货物堆场的起重机械，主要用于起吊、搬运器械，特别是集装箱等。轮胎式龙门起重机有以下几种类型：1.以柴电机组作为动力电源，传统集装箱用轮胎式起重机依靠机载柴电机组作为动力电源，因此可以灵活进行跨箱区转场移动作业。但是传统的轮胎式龙门起重机采用大功率柴电机组，因此存在能耗大、用油成本高、烟气排放大等缺点。2.以市电作为动力电源，由市电供电的轮胎式龙门起重机节能效果显著，且实现了零排放，但是失去了跨箱区转场作业的灵活机动性，其推广应用受到了很大限制。3.以柴电机组为主电源和超级电容组成的混合动力轮胎式龙门起重机，通过回收集装箱吊重降落时的位能性再生能量，实现轮胎式龙门起重机节能的同时，降低了烟气排放。但是，由于超级电容的储能较低，柴电机组仍作为主电源，因此只能有限地降低轮胎式龙门起重机的烟气排放，而且噪音污染严重，不能从根本上改善轮胎式龙门起重机能耗大、噪音大、污染严重的问题。 发明内容[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供一种光伏供电的轮胎式龙门起重机，包括大车机构、小车机构和起升机构，其特征在于，还包括光伏发电系统，所述光伏发电系统包括太阳能发电板、直流至直流整流器、蓄电池组和逆变器，所述直流至直流整流器将所述太阳能发电板提供的直流电转换为所述蓄电池组的电能，所述逆变器将所述蓄电池组的直流电转换为交流电以驱动所述大车机构、小车机构和起升机构工作。 [0005] 根据本发明的一个实施例，还包括小车架，其上安装有小车机构和起升机构，所述太阳能发电板设置在所述小车架的顶部。 [0006] 根据本发明的一个实施例，所述太阳能发电板设置在所述轮胎式龙门起重机的门柱上。 [0008] 根据本发明的一个实施例，所述蓄电池组是锂离子蓄电池组。 [0010] 根据本发明的一个实施例，还包括照明系统、空调系统，所述逆变器将所述蓄电池组的直流电转换为交流电以驱动所述照明系统和所述空调系统。 [0011] 根据本发明的一个实施例，还包括柴油机组，所述柴油机组能驱动所述大车机构、小车机构和起升机构工作。 [0012] 根据本发明的一个实施例，还包括柴油机组，所述柴油机组能驱动所述照明系统和所述空调系统工作。 [0015] 图1A示出了本发明的一种光伏供电的轮胎式龙门起重机的主视图。 [0016] 图1B示出了图1的右视图。 [0017] 图1C示出了图1的左视图。 [0018] 图1D示出了图1的俯视图。 [0019] 图2示出本发明的一种光伏供电的轮胎式龙门起重机的光伏发电系统的结构示意图。 具体实施方式[0020] 现在将详细参考附图描述本发明的实施例。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。 [0021] 参考图1A至图1D以及图2。其中，图1A示出了本发明的一种光伏供电的轮胎式龙门起重机的主视图。图1B示出了图1的左视图。图1C示出了图1的右视图。图1D示出了图1的俯视图。图2示出本发明的一种光伏供电的轮胎式龙门起重机的光伏发电系统的结构示意图。 [0022] 如图所示，一种光伏供电的轮胎式龙门起重机100包括大车机构110、小车机构120和起升机构130。轮胎式龙门起重机100还包括光伏发电系统140，该光伏发电系统140包括太阳能发电板141、直流至直流整流器142、蓄电池组143和逆变器144。直流至直流整流器142将太阳能发电板141提供的直流电转换为蓄电池组143的电能，逆变器144将蓄电池组 143的直流电转换为交流电以驱动大车机构110、小车机构120和起升机构130工作。 [0023] 传统滑触线供电的轮胎式龙门起重机受到滑触线供电线路的限制，由于在集装箱等货物堆场进行跨作业区作业时，仅能够在固定范围内工作，大大影响了轮胎式龙门起重机转场作业的灵活性和机动性。当轮胎式龙门起重机从一个场区到另一个场区转移时，就需要切断供电电网与轮胎式龙门起重机电气系统的连接后转场，其工作动力线再与另一作业区的滑触线供电电路连接，这个过程相对复杂、限制因素较多且需要人工完成。而采用本发明提供的光伏发电系统140，直流至直流整流器142通过太阳能发电板141提供的直流电转换为蓄电池组143的电能，再由蓄电池组143经逆变器144以驱动轮胎式龙门起重机100的大车机构110、小车机构120和起升机构130工作。如此一来，就不需要在货物堆场安装有滑触线供电电路，即摆脱了码头集装箱堆场的设备限制，轮胎式龙门起重机100与工作堆场没有任何电气连接、灵活方便、转场机动性强，蓄电池组143可以在一段时间内对轮胎式龙门起重机100的各个单元持续供电。此外，存储在蓄电池组143中的电能还可供在阴雨天使用，以降低光伏发电系统140受天气因素的限制。本发明提供的轮胎式龙门起重机100与现有技术的柴油发电混合动力型轮胎式龙门起重机相比，解决了柴油发电尾气排放污染严重、能耗大、柴电机组噪音大等问题，并且从替代能源的角度来说，更加环保、高效。 [0024] 如图所示，轮胎式龙门起重机100还包括小车架，其上安装有小车机构120和起升机构130。小车架是支撑和安装起升机构130和小车机构120等单元的机架，通常为焊接结构。太阳能发电板141设置在小车架的顶部。可以理解的，太阳能发电板141还可以设置在轮胎式龙门起重机100的门柱150上。 [0025] 较佳地，太阳能电池板141采用265Wp(峰值功率)多晶硅太阳能电池片。例如，265Wp多晶硅太阳能电池片按60片为一组，以20串5并方式连接，太阳能电池板141总功率达到25kWp。太阳能电池板141通过直流至直流整流器142向蓄电池组143充电，直流至直流整流器142可以选用的型号是SD600150-M。 [0026] 较佳地，蓄电池组143是锂离子蓄电池组。进一步的，蓄电池组143包括多个串联的电池组，蓄电池组143的总容量大于8000Ah，蓄电池组143的输出电压大于600V。例如，蓄电池组143采用50个电池组串联接入，每组容量200AH，电压12.8V，蓄电池组143最大容量10000AH，最大电压640VDC。蓄电池组143作为轮胎式龙门起重机100的动力源为轮胎式龙门起重机100的各个单元提供电能。 [0027] 较佳地，轮胎式龙门起重机100还包括照明系统160和空调系统170，逆变器144将蓄电池组143的直流电转换为交流电以驱动照明系统160和空调系统170。换句话来说，轮胎式龙门起重机100包括主回路和辅助回路。参考图2，主回路所在区域A包括大车机构110、小车机构120和起升机构130的电气回路；辅助回路包括照明系统160以及空调系统170的电气回路，逆变器144将蓄电池组143的直流电转换为交流电以驱动主回路和辅助回路。当然主回路还可以包括变压器、断路器、继电器、限位开关、声纳探头、重量传感器等传感器、接触器等；容易理解的，辅助回路还可以包括风扇、加热器等。 [0028] 较佳地，轮胎式龙门起重机100还包括柴油机组180，柴油机组180能驱动大车机构110、小车机构120和起升机构130工作。另一方面，柴油机组180也能驱动照明系统160和空调系统170工作。该柴油机组180作为后备电源在特殊情况下使用，例如解决由于天气因素和夜晚作业导致蓄电池电量不足时的供电问题。 [0029] 以下举例说明本发明提供的一种光伏供电的轮胎式龙门起重机的能耗情况。设置在小车架顶部的太阳能发电板长约25m、宽约10m，采光面积约为250m2，输出功率约为37.5kw，设置在单根门柱上的太阳能发电板长约26m、宽约1.5m，采光面积约为39m2，所有门 2 柱以及小车架顶部的太阳能发电板的采光总面积合计为406m ，理论输出功率为60.9kw。若采用锂离子蓄电池组供电，每组容量200Ah，输出电压12.8V，采用串联方式联结，50组锂电池组总容量10000Ah，系统电压640V(总容量128kWh)。在以下四种工况下，轮胎式龙门起重机实测电耗数据如下表： [0030]测试工况 测试状态 测试用时(分钟) 电耗(KWH) 1 待机 30 3.02 2 空吊具10个循环 28 8.64 3 15吨10个循环 33 15.05 4 30吨10个循环 36 18.73 [0031] 根据光照情况，太阳能发电板大约年均每天发电量在100KWH左右。每天具体的发电量与当天的光照情况关联。通过光伏发电系统充入锂离子蓄电池组的电能可达100KWH，完全可以满足轮胎式龙门起重机正常工作运行要求。 [0032] 本发明描述的一种轮胎式龙门起重机与传统柴油供电的轮胎式龙门起重机以及常规混合动力轮胎式龙门起重机相比，最高可节能60％。如果采用锂离子蓄电池组作为轮胎式龙门起重机主电源，能大幅度降低辅助柴电机组容量，减少轮胎式龙门起重机的废气排放和振动噪声，顺应了集装箱码头节能环保的发展趋势。 |
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