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【系统结构】' d* i. a# c3 t5 z) ?: |0 B6 i
浮体上系有绳，绳缠绕在转轮上，转轮与发条、棘轮轴联，棘轮与轴向柱塞泵轴联，轴向柱塞泵为液压系统的输入端，液压系统的输出端为液压马达，其与发电机联接。+ W$ ?$ o' A0 F& m
【系统原理】
+ A# T- G2 D4 H# l 浮体上升时，拉动转轮，转轮带动棘轮，进而带动柱塞泵；浮体下落时，在发条作用下，转轮反转，将绳收回，因棘轮缘故，不带动柱塞泵反转。柱塞泵将机械能转换成液压能，液压马达将液压能转换成机械能输出给发电机，发电机发电。
6 z) ?( P: C1 l- t6 Z" e5 I6 B【结构数据】
+ W- w" h1 S+ E1 {浮体：5×1×0.15m; o: `7 r" T$ f0 Z3 v k
绳外径：12mm* W5 H, c; X2 ?
转筒径：200mm
4 B' q; {& B, [' D4 I9 k转筒宽：100mm
! u$ n% O$ B5 ^+ t, r; D轴径：48mm
. y( x! r. f4 Q棘轮顶圆直径：192mm& f6 I6 t F# N( V3 [7 J" z+ p
棘轮宽度：24mm0 [) P' d% V: _( k* F8 y6 ^
轴向柱塞泵液压：50Mpa
2 Z. o7 c1 l* D4 x. w缸数：8' i3 V r/ G7 s; b- ?5 s
缸内径：15mm
% E# M3 W P" p* [/ F' G! T+ n斜度：15°* Q% M; f1 a4 K8 U' Y c) i
油管：Oil pipe
% w, [7 j/ t: \) t5 I$ p6 G轴向柱塞泵：axial plunger pump- y& f0 B, i' u, w: c- s: |# `5 c) o
尼龙绳：Nylon rope- Z0 e: }. [" k7 r6 ~3 [# {5 f
棘轮：ratchet wheel: R7 G5 y# g3 Y. z! v
蓄能器：accumulator" u( i, N. _" L: g5 j6 P
易弯面：Surface apt to be crooked! b7 |3 z% ]" p5 w2 W
发条：Clockwork spring7 c( z- Y+ _6 S6 z: {
发电机：Generator/ W) E, c5 ~2 T" w t6 ?( C
油缸：Oil vat+ n! }1 A- L0 U5 ~; ?. X
转轮：rotational Wheel
6 l% ~% I+ U: b/ a+ w% V; N浮体：
6 E* J- c* M% S1 U0 q1 u弹性衔接面
' L: h$ ~' {# ^& B2 k4 Z9 K柱塞泵
D* I! n* E& \& L7 M) H( {高压油管
& b& q( a) r9 t; w! ?液压马达$ r1 V+ j0 {. V, G
回油管
' ~! ^* K0 U* J$ ]/ m- H6 y' r【工作运行情况分析】4 r+ k' }. T* ^8 s
F=ρgΔh*S≈1000*10*0.1*5*1=5000N
( w# y& h! x5 H7 x4 w: @ t$ D7 c对于1米多高的海浪，有
7 ` Z$ [9 h' o7 d' L, RE=h×F=1m×5000N=5000焦
* B- L+ y' `. m! x$ k! f6 w+ Z如果海浪周期为5秒，有
! f2 j. Y+ O$ {7 NP=E/t=5000J/5s=1KW
. E* s f$ ?2 y. h+ i" m9 o- u2 [【转换效率】& p& N- s! [! R9 G1 G# ~3 M. w
绳轮：95%
; R7 u1 g( T4 Y1 Z9 S轴向柱塞泵效率：85%
" |2 ^2 O( z+ u& q3 Y c" u. b液压管路中途损失：5%
) v: J0 T0 ]* `# C0 n液压马达转换效率：86%: w: J$ U9 t) O
发电机效率：96%' ^# ]( X8 n8 R& G A
电网中途损耗：6%8 _- ^. d' W) k) X; y$ p! f" E
总转换效率：60%
4 {, N$ T4 _; M, U【经济分析】' J* q/ P5 K2 L1 P
浮体+绳轮+柱塞泵转换单元造价：3000元，液压系统、发电机摊派成本：2000元。
6 l+ k$ }% ~: |& V该系统如工作海域平均波高为1米多高，0 r: d! t, M4 I
则：年收益=俘获功率×转换效率×工作时间×上网电价=1kw×60%×24小时×300天×0.4元=1728元: K. H2 X# p) v# C- p: T+ j B
年收益率=1728/5000=34.56%
; V8 U: H' W& r, y* n 【系统特点】
* X2 k; U+ D! k% q8 K) g' q. n3 Q1、生存性强，抗风浪能力非常好：
7 O* U9 x+ b# k: H1）该系统，核心部分在海面以下几十米深处，这里比较安静，尽管海面波涛汹涌，主体部分在水下依然安然无恙，继续发电。
2 }5 b5 x; o1 ~% [: i7 s, L2）绳、浮体受力大小取决于负载的多少，而与波浪大小无关。好比一个履带车拖着一个拖车，尽管履带车的发动机马力非常大，但拖车上如果是空的话，拖车与履带车的连接处受力并不大，它只等于拖车所受的摩擦力。但如果拖车满载，这时候，受力就相当大了。2 D; E3 m2 c& e+ w7 }
3）绳的收放距离可以很长（可以达到十米以上），这就大大延长了波浪冲击过程中缓冲距离，减小了瞬时冲击力，抗风浪能力由此得以增强。# `7 r' ?2 t) K3 [# D% l8 y
4）对于水上部分的易弯面，由于其本身具有弹性和延展性，可以起到保护易弯面的作用。即使易弯面被灾害性的海浪击毁，由于易弯面的成本很低廉，且可以修补，所以不会有很大损失。
# O2 s4 e c0 C% t2、防锈性能良好：机器的核心部分都在箱体内，只有浮体、绳、外涂防腐材料的转轮、轴、机器外壳浸在海水里，而它们都是不怕海水的，所以该系统的抗腐能力没问题。 O x# D* T" N
3、成本低廉：该系统，没有庞大的混凝土室，没有昂贵的不锈钢，没有劳民伤财的土木工程。该系统的主要部件包括：一个作为平台的水泥板及锚、一个展开易弯面用的框架、多个浮板+尼龙绳+转轮+棘轮+轴向柱塞泵的单元、一套液压管路+蓄能器+油缸+发电机。) l2 e3 T; O" u M% n" Z" v6 X
4、该系统适应波形能力强、波浪能吸收转换效率高
* _7 R8 D( [3 J+ A1）浮体、绳与转轮的组合，非常灵活，适应各种波形，尽管这种组合仅能吸收波浪在一个方向上的推力，但这可以通过增加绳、轮组合来弥补，绳可以与易弯面成各种角度由于适应各种波浪，其作业时间也增长。
9 j1 g7 \2 T9 v6 t; Q2）易弯面呈整个面，与波浪接触，提高了波浪能的接触受力面积。易弯面连续、不漏水，这在很大程度上避免了波浪绕走带来的能量流失。易弯面可以随波起伏，其易弯特性使它能够适应各种波形。% b: t) K1 c$ s* B8 Q
5、可以离岸到深海作业：因为水泥基板底座悬吊于水中，这样就摆脱了对陆地的依赖。拖船可以拖着一整排该发电系统到处走，由此可以移动作业。9 N5 }1 b" s' c' L* B3 f( c
本人所研究的海浪发电技术成果，如有意投资合作请联系我，QQ：403544931。4 U$ b9 @0 j% |7 l& F9 d
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发表于 2008-11-27 21:47:23
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