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【系统结构】
8 v0 F- w+ e3 S; N8 @( t 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。* I5 y g% d O1 ~5 R
【系统原理】
- t( x- C7 w5 V5 I" a: i' U9 v3 {7 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。" V' n: N6 B2 P& h5 w& R# |
【结构数据】
! L- D5 J. a y浮体：5×1×0.15m
5 J$ b! V/ Z2 P8 [+ t绳外径：12mm
+ u. Y/ }) m+ j转筒径：200mm
! N2 {7 U2 y% {+ M2 |转筒宽：100mm2 Y" y: _+ L7 A$ r) p- R
轴径：48mm$ I+ Z) @5 P' k1 T. j. n6 j% v: n
棘轮顶圆直径：192mm
7 R1 I- h) w% t棘轮宽度：24mm
/ C0 B; \0 P% G8 v0 M2 ?轴向柱塞泵液压：50Mpa
3 X+ _+ a3 `2 b8 e缸数：82 B: v0 [0 X- C% \
缸内径：15mm; ~: ?. T& l2 V
斜度：15°
4 ~5 A! f6 Z& w$ Y4 b油管：Oil pipe2 |% E6 M' K" {) H) c# D
轴向柱塞泵：axial plunger pump' C) R1 T' G$ y2 e: |
尼龙绳：Nylon rope
: B; t0 h+ B+ z5 k' G$ U棘轮：ratchet wheel
Q$ p+ `1 O$ L( O) ?% I3 l6 R) ~5 v) E蓄能器：accumulator
. P1 b9 v% \, d易弯面：Surface apt to be crooked
# b0 a! E/ ~. W+ z发条：Clockwork spring
' B9 f) @% c+ Y$ M0 S* J发电机：Generator) v: j# d! i- E1 ^2 r
油缸：Oil vat
7 k. [& Y! Y# \% Q$ U) m- Y8 z转轮：rotational Wheel
- x7 Q, z5 W; R1 N; c浮体：
5 W8 q: A, B2 Z* s l9 \% D: \0 C弹性衔接面4 o8 h, G1 g' j7 @% m0 \
柱塞泵3 Y, `! y9 S) P
高压油管
" H. R. H7 e% S) ]! U' w/ X液压马达
3 q# U- R: r6 ~" p4 \ `回油管
# ?5 D, {) Y# p% v* K# J【工作运行情况分析】6 F6 e7 w/ O0 B: P' G* n
F=ρgΔh*S≈1000*10*0.1*5*1=5000N
8 r' a, B( K# P5 d8 h对于1米多高的海浪，有' T1 n$ f. S" L
E=h×F=1m×5000N=5000焦/ a9 J3 k! w, C# ~; H# s
如果海浪周期为5秒，有7 i, f- y* G2 b$ {, l+ |, Q2 N
P=E/t=5000J/5s=1KW+ W/ J" X! i! V# J
【转换效率】
Z R: r, D* r4 C& }7 a( f绳轮：95%8 ^5 w8 R8 { W9 ]+ ~
轴向柱塞泵效率：85%
& k. W! C: X9 _0 N液压管路中途损失：5%
' B4 F4 t8 |8 W$ c0 l液压马达转换效率：86%! z7 y0 z. [6 f, f: [7 A
发电机效率：96%
, s3 E. N: c- \+ f3 y4 M电网中途损耗：6%" ~8 ~- n. T' u
总转换效率：60%; ]& E" z( ]4 G6 j0 b& Q
【经济分析】
% Y+ K$ ?% L6 I+ j. b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。
" O. v) K0 _, M# u# F- T A" J7 n该系统如工作海域平均波高为1米多高，( X3 c& Q8 R7 h( J5 w8 O. a
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
2 V j. z* d- H2 z3 i: F年收益率=1728/5000=34.56%1 b, Z: ~1 a% s9 _' }: f! z! B
【系统特点】, }, e2 J! s& W
1、生存性强，抗风浪能力非常好：
) r2 f: ^3 b- [ I; V2 d k1）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。% v7 v6 n0 ~' S2 \6 o5 \7 x
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。: R% N% }8 l5 s* I& g' h( R, ]7 o
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。
2 X: v9 L) Y9 r0 M9 W' O4）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。
% O m7 z4 B0 M! x( J1 ^2 E2、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。' p z# {: p# ~+ @& z
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。8 E: ^/ U- o9 e' U( x9 l3 |; V2 h
4、该系统适应波形能力强、波浪能吸收转换效率高! ~* t9 A8 _ s# n: a7 b2 Y6 h6 |
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。
" j0 @5 i# d# @; [ C1 q+ @& ~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。% O% v: ?3 D! @2 E
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。3 W6 P! K% c+ u# U3 ?" a6 [
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。
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发表于 2008-11-27 21:47:23
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