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【系统结构】
5 t% A Z+ y. x8 k' l 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。& s b) t* @1 c B' r0 o( z
【系统原理】/ [8 S+ K+ g1 m
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。# P j# Q4 ? _: w
【结构数据】8 I3 n' h( r% I( b0 u3 M' ~, t
浮体：5×1×0.15m$ [( v% l# q" W4 v; z
绳外径：12mm( z/ h) _9 ~6 V% j% h& x& u; X
转筒径：200mm& I" s' d8 Q, ?% {2 V
转筒宽：100mm5 ~) b- w4 a1 s9 R6 X" O3 ?
轴径：48mm' Q2 w( E" E" @, e5 L, l$ G
棘轮顶圆直径：192mm& s6 B, h7 z* K H0 y( ^1 `# s% |
棘轮宽度：24mm
7 C( e! Z' j8 C6 C! Y) x轴向柱塞泵液压：50Mpa
& K) C. d) F" Y缸数：8* |& Q% F3 V3 Q$ _. L4 m
缸内径：15mm: G' }7 I* R8 B( `# @% P
斜度：15°
0 C1 a3 ?$ K3 {, Z* @油管：Oil pipe
$ U+ H8 z8 M8 U* ^4 G8 W轴向柱塞泵：axial plunger pump
t* A% ]5 `2 p9 ~) X5 p) }& p* E尼龙绳：Nylon rope7 t6 J1 k0 Q) T% [7 j |3 l G
棘轮：ratchet wheel4 s" l: R: C k! `# p* f# H5 V
蓄能器：accumulator0 m% Q- S7 X# n( _
易弯面：Surface apt to be crooked
* y+ |/ m+ O0 Z, }1 e3 @发条：Clockwork spring8 R I3 O' A& ?3 @( P
发电机：Generator
# d' j9 {5 S" i- `& v7 q. v油缸：Oil vat
" L% x" a7 R; v! R, G转轮：rotational Wheel1 h5 u) o" i: r. p- X
浮体：1 S7 N7 A5 S! K8 I) \
弹性衔接面
3 M, M6 p- A1 Q9 U- f- M柱塞泵
' ?. w' [7 L; e7 H! H2 H+ P/ }高压油管
! s9 i4 H6 L, l# @, ?3 {: `4 y, T液压马达" k" f. _9 Q5 g5 x
回油管# ^4 f Z) M) f
【工作运行情况分析】
1 i- Q- _0 O+ k" m# UF=ρgΔh*S≈1000*10*0.1*5*1=5000N
4 M1 F' Q5 f! I6 {1 d l- Q% ?对于1米多高的海浪，有 g' B) `' A6 q5 P4 @* P
E=h×F=1m×5000N=5000焦* ]" j+ t+ G1 N$ z4 p1 o
如果海浪周期为5秒，有
+ B: A$ Q6 |/ K. Y) d' aP=E/t=5000J/5s=1KW# z# \0 ~# |& D# y8 |* A
【转换效率】
4 Y @( j) H: T3 @绳轮：95%
0 g$ S: z, E7 J" L轴向柱塞泵效率：85%: W h* ^ u8 o2 v
液压管路中途损失：5%# U6 t% O3 j8 C' L/ k
液压马达转换效率：86%
$ V; `6 q: p) ~" v- M! }! K8 \) v3 f发电机效率：96%6 F2 n; z) L1 L$ v6 b0 c
电网中途损耗：6%
, a+ h# w$ p* J# z" S2 e总转换效率：60%
$ r+ W0 m3 d1 ]0 k1 m. A【经济分析】( N# a% T- n) _/ a& D9 c
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。) D" x- D; ]0 {2 V
该系统如工作海域平均波高为1米多高，2 h' @7 x8 ?2 l
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
I" `* g/ C8 R# h- s0 Y6 r年收益率=1728/5000=34.56%' C, Q/ @5 c7 L( e* b
【系统特点】: N# L5 v7 [5 W$ ^- \
1、生存性强，抗风浪能力非常好：6 [) L0 u2 b1 P- h a2 n1 K
1）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。! S3 y1 g& Y9 m9 n# f
2）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。
7 L8 e7 ^1 S0 c3）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。
" I5 t& ~/ m. D3 Y# S5 \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。6 a# E r F1 w: z1 |
2、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。
+ X- \ c! s) o' [$ p; V+ f. T2 y1 e3、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。0 n" \1 V) \& z4 u1 G; p5 t& e
4、该系统适应波形能力强、波浪能吸收转换效率高% n/ x/ S- R D D; d4 f! [7 X
1）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。( q; r* |0 n6 |. y8 u
2）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。
# K7 K/ d' L! a* @/ A5、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。
" D/ O1 h; R% y* {- n) K0 B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。6 b: I. k+ m( i6 D' }
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发表于 2008-11-27 21:47:23
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