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【系统结构】
3 ?# H8 {9 D/ Z 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。
6 L: I) A+ f) b9 j" N! E6 ]【系统原理】
: W1 f5 [8 I0 v 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。: j, i2 I- S0 j# o
【结构数据】% k3 p5 z, [/ X$ A$ o* D4 D
浮体：5×1×0.15m
) e2 ~* d5 @% H绳外径：12mm
/ m. y; V$ ]3 d转筒径：200mm0 x) t) Y2 y+ V/ o1 o
转筒宽：100mm
# d9 b& Y& o8 w) x/ j2 N; e, J. [轴径：48mm/ \: K7 D1 F& X1 \1 h0 s. }. G
棘轮顶圆直径：192mm* V8 \$ X, v1 S" a9 M: A
棘轮宽度：24mm8 ~- N8 D( v0 G7 x v
轴向柱塞泵液压：50Mpa
0 b! [% A, Y) a$ S缸数：80 N; K9 B& s/ |" k3 P+ j: U2 y% c
缸内径：15mm
9 S( F" u7 R: v/ G8 J' \* Z+ n斜度：15°4 ?! y! @/ a( m4 _
油管：Oil pipe" b) F- W6 q2 A- T/ n
轴向柱塞泵：axial plunger pump5 U: G" O1 Y3 y! w$ [
尼龙绳：Nylon rope( f9 k% l9 w4 y% `! R% k
棘轮：ratchet wheel
+ {! k% ~! A. l* R' o# r蓄能器：accumulator
) L) g) k: R; @6 ~/ Z易弯面：Surface apt to be crooked. |3 l# f- `( J/ S4 Z, U& P
发条：Clockwork spring
% ]5 R* f6 K; @' U4 g发电机：Generator: {2 c6 s* @: `$ _
油缸：Oil vat
. s4 W) n& ^+ ~, F转轮：rotational Wheel+ k7 ]! U6 J. y9 Q! n: R0 c
浮体：
9 E( I9 O$ h/ H {弹性衔接面8 ~) g: f& Z' |5 j" a
柱塞泵
- y; Z. k' ?- a: @ O; d高压油管3 C, i, W/ |6 I) H7 w8 } |4 z
液压马达
2 h# x; E' E# ^回油管3 C5 L3 [+ a& n* K8 S
【工作运行情况分析】
: X4 h! j `5 g+ W. [( mF=ρgΔh*S≈1000*10*0.1*5*1=5000N, j- s: i: ~9 Q1 s4 ?. k' N4 k
对于1米多高的海浪，有8 p3 S( l+ i9 V/ [7 N
E=h×F=1m×5000N=5000焦
$ x! i- C6 J. N+ Y& P" |如果海浪周期为5秒，有
: h# h& E5 _& H' I( LP=E/t=5000J/5s=1KW
' ]) f5 w3 X# n6 l/ g* Q【转换效率】
2 l4 b& o/ ]8 E绳轮：95%; r/ V( p5 @+ t, U! _9 w
轴向柱塞泵效率：85% [3 l" r+ O3 A: }
液压管路中途损失：5%
" O/ g* i+ V' U0 h" ^4 J" E3 Q8 a/ y液压马达转换效率：86%
; a3 x6 m6 a/ P2 Z# h6 F7 a) V发电机效率：96%
- P6 w) s0 N; `$ A6 S2 O( A; c% ^电网中途损耗：6%
! d6 c% j. c5 |: I总转换效率：60%) `9 @4 @5 L* S9 C7 }
【经济分析】
. G, T% P: s3 ^9 o# n0 ]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。
8 N, B+ f* B, M该系统如工作海域平均波高为1米多高，# \# ^( e- w2 m3 ^
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
# B) E7 M! W$ h# m; r1 h; s8 f年收益率=1728/5000=34.56%7 _2 y. z; E" H. Y8 _$ B
【系统特点】
# j$ Q( x ?0 c/ C1 f9 P1、生存性强，抗风浪能力非常好：% N( T$ M9 P# L6 u5 A5 b+ m4 H
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。
+ c% T a4 Q" c) a) _3 S8 m* T4 K2）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。
' }' P% J2 Q* H; k3）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。
% G% u5 J" |+ \: p W, Z( v4）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。% ?1 x, e% [; S8 r1 I5 w: B& `' n( V; \
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。
" G. Q7 s: J0 S) T s9 p. V3、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 A& w0 J$ s- ]* q" G8 d# `
4、该系统适应波形能力强、波浪能吸收转换效率高
1 d1 @( H7 Q" v1）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。# u. v* I& m# V ?1 ]
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。
4 y( R6 @! }! o4 m, ^3 G5、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。* u& z ^+ _8 {' p P0 @
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。$ L) W# H0 k$ `& C; d
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发表于 2008-11-27 21:47:23
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