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【系统结构】$ n# l6 N% r) c0 b/ ~7 `
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。
; j3 d8 c+ v* b4 U' h, p【系统原理】5 l! a4 f4 U ^. ^7 [
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。" Z: u9 d$ S$ n# X6 ~* S
【结构数据】2 t! r0 D; E6 W: u" H3 L
浮体：5×1×0.15m- u2 \ V4 F: p4 p, }3 k
绳外径：12mm
2 T& h* s) V8 i' f转筒径：200mm
& Q5 [1 S4 k, i/ n转筒宽：100mm' g0 u( |5 r" s) q( ]% x& z1 i+ v. X
轴径：48mm
& [3 B" z; i& e, r# u0 F棘轮顶圆直径：192mm+ N3 N. K, j5 x1 @
棘轮宽度：24mm) V% n& C: T& z. [4 l# j M! q
轴向柱塞泵液压：50Mpa" r1 R: M4 ] R w+ w
缸数：8/ R$ e+ |! K: X& r+ f; b; F
缸内径：15mm& T9 \, C( T8 \/ f5 ?# D; r
斜度：15°
( l3 k/ P1 w r1 j6 h油管：Oil pipe
4 |' u0 s& M$ y: V9 `7 ]轴向柱塞泵：axial plunger pump# g- g; O3 N/ ?
尼龙绳：Nylon rope" X F* {! q, a5 c; @
棘轮：ratchet wheel
/ ~. B0 \3 G5 m: r7 k蓄能器：accumulator
* O5 { _$ H3 Z# z易弯面：Surface apt to be crooked k8 W' }2 v' F. N
发条：Clockwork spring
5 l# @8 x7 B3 h- F% R' l* p. G2 X发电机：Generator: X" ~5 M) O. x, I
油缸：Oil vat
+ C& `+ J2 v. f# B转轮：rotational Wheel6 g0 k4 ~9 M- ^; K0 p
浮体：6 [! o1 P% \3 J% b" a: `3 b6 k- V
弹性衔接面
( K# ~3 t5 I v; i7 ^1 t+ Z柱塞泵/ }6 p5 G9 U1 R, v
高压油管' ?/ [ D, M* c, A+ n! J
液压马达
0 v( \0 @' u! d6 x F, ]回油管
* G% X6 v- m& F3 D. U【工作运行情况分析】
/ c @( }5 E) Y) y1 AF=ρgΔh*S≈1000*10*0.1*5*1=5000N- P3 [' Y7 r' R+ q$ i
对于1米多高的海浪，有
6 ~; ]$ Y/ f( {! ]E=h×F=1m×5000N=5000焦% |+ s. q) k" c+ _) `) T
如果海浪周期为5秒，有
+ q' m$ C1 g S& c- ]& S# _P=E/t=5000J/5s=1KW7 E$ q, t4 p- o z1 \
【转换效率】
/ \8 m: J: Z( \& k7 q" o1 _绳轮：95%: i7 j \" p8 h, Y/ F D7 R2 W5 K
轴向柱塞泵效率：85%$ k% f. H1 g, G% V* T
液压管路中途损失：5%" q& r( N3 V1 O& p0 d6 \+ b/ n
液压马达转换效率：86%
8 p2 @1 T8 n1 j3 R# F; e发电机效率：96%- y u1 z& Z. e5 z' s e& H5 ]
电网中途损耗：6%
% }/ N9 z, Y, n+ T8 M, e& W总转换效率：60%
% v* {& b. s/ r: e3 H【经济分析】
( X \3 u* r) Y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) c- C. B& t) c1 n& I( W$ X
该系统如工作海域平均波高为1米多高，- A) v. X/ l7 o- G
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& V7 O* o! |& ?3 z% G8 F
年收益率=1728/5000=34.56%! O0 }1 L6 {& f) V
【系统特点】
5 B4 \4 a& r! i& l2 w W3 S1、生存性强，抗风浪能力非常好：. \ \' R# Q/ b- }: C
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。3 T9 f- z! v0 l N) `# ^, {
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。4 e1 B1 m+ D# q s8 ]
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。) W! \* I" x' }) j1 E! `4 C
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。7 F' d5 l* e3 a0 f, I2 F* X
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。
; n- }% C* c4 H- ` U3、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。
1 {) k- B/ S& d( g$ |6 x% Q4、该系统适应波形能力强、波浪能吸收转换效率高% Q8 [ }/ D5 I h1 q9 ?
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。
" R5 B. T# p4 A+ H) p9 V: N2）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。
8 M, w' z! E' O5、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。
' O! ]8 ]7 d6 s4 G v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。 F/ P8 N$ ^) [4 M& w n$ K
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发表于 2008-11-27 21:47:23
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