1.1 课题研究目的及意义

能源危机的加重，环保意识的增强，新能源利用成为全世界关注的焦点。作为化石燃料消耗巨大的船舶节能减排责任重大，因此，绿色船舶和绿色航运是造船和航运业的发展方向。随着半导体制造技术的革新和电力电子变换技术的进步，以太阳能光伏发电为典型代表的可再生能源，在节能减排方面所具有的独特优势已经越来越显著。太阳能发电的优势在于其取之不尽，对环境没有污染，因而在船舶的应用和推广受到业内推崇。

趸船是无动力装置的矩形平底船，通常固定在岸边，可作为浮码头用于装卸货物或供行人上下，也被用作商业、娱乐及水上学校等使用。趸船停泊水域环境开阔，其顶篷甲板无遮蔽面积大，是光伏发电理想的应用场所，因此开展趸船光伏并网发电系统设计，具有较高市场应用前景。

1.2 船舶光伏并网技术在国内外的研究现状

光伏发电技术在船舶领域的应用起步较晚，只有二十年的历史，内河小型船舶、游艇上已有初步应用成功的案例。但在大型船舶方面，太阳能光伏发电技术应用还尚待提高，许多国家正在致力于此技术的开发和完善。

1997年，瑞士在日内瓦湖上从洛桑到圣叙尔皮斯区投入使用了太阳能驱动往返客运船，船长27.5m,船上可以搭载60名乘客，船上的太阳能电池组件为蓄电池充电。

2010年，瑞士的一家公司生产出了一艘名为“星球太阳能”号的双体船，该船的动力来自于太阳能发电，船上31m，船宽15m，排水量达60t，载客量为50人，船体上方装有500m²的太阳能电池板。在缺乏阳光的情况下，可以维持三天的航行。

2017年，日本EcoMarine Power公司，为旗下数艘大型散货船进行了集成航行系统及太阳能电力系统的安装，通过EnergySail(排列在甲板上的太阳能风帆)提供的发电量是根据船舶所航行的具体航行所决定得。另外EnergySail的发电能力是由每艘船舶的安装数量具体决定得。

2010年世博会期间，702所设计和制造的“尚德国盛号”游轮，是国内第一艘太阳能和柴油混合动力游船，并且可以在纯柴电、纯电池、混合三种工作模式下进行切换。该船由70余片太阳能电池组成，可自动跟踪阳光照射方向，并且全船采用LED照明减少能源消耗。

2014年，由中远集团和武汉理工大学共同承担开发的“中远腾飞”轮太阳能光伏系统已安装到位且并网发电调试成功，这相当于增设了一台143kW容量的绿色太阳能发电机，降低了船舶柴油发电机组120kW至140kW的功率消耗，经济效益及社会效益显著。