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【系统结构】' B% O& n% W; [. J2 t' e+ B6 b2 e
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。; ^) m" S! z/ [2 N/ \
【系统原理】
2 N( p& T* f" D( d% _; ]0 U2 k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。9 ^: v* j2 o6 t' Z: b
【结构数据】; A( f( w& `3 T" Y, \8 A8 I
浮体：5×1×0.15m
0 J9 S+ \1 X/ t) v) V- k1 x, T绳外径：12mm' T( Z. s2 q" E% }- r6 G
转筒径：200mm
' }3 D9 n; w( b3 n转筒宽：100mm
% E0 E* T7 X; r S9 V0 l. j: e5 X轴径：48mm
) `- |- r+ ~( I) l# m. q棘轮顶圆直径：192mm
; ]: U4 Z( `5 [. H# y G3 {棘轮宽度：24mm
# T5 w$ Y" b. }轴向柱塞泵液压：50Mpa
* E( F2 _0 l0 l8 ?缸数：8
7 W# y9 V; }* R7 z. q缸内径：15mm# n( ~6 N: l# p: T5 n
斜度：15°! g( c O8 Q7 u
油管：Oil pipe
; e( \) C( } j+ K1 Q轴向柱塞泵：axial plunger pump& Q+ ?; q3 F" _/ a5 t
尼龙绳：Nylon rope
5 w5 B. Z' O/ \3 q$ B3 z# |6 l棘轮：ratchet wheel
9 L6 |* E0 t( B3 x蓄能器：accumulator' G- w! K# ]6 V: [
易弯面：Surface apt to be crooked% L# M3 H6 j: S) o1 z% n2 |4 m* c
发条：Clockwork spring! x1 `( G" g* ]2 I3 O
发电机：Generator, o. D$ @* x6 o: ~. F
油缸：Oil vat3 e$ t7 L( Y. o) t' v
转轮：rotational Wheel
) A7 {8 m6 j* v' b& a( f浮体：
( @% j, _# X7 O; Z) R& _0 p( p弹性衔接面* \7 i: n9 `& W6 r
柱塞泵8 D) z+ S- k8 a9 t# Y% F6 l- c9 c5 r
高压油管
* N+ Y* Q( I0 o7 n液压马达: O: n/ [! q. ]' O, @* [
回油管! ^. F- w! T7 l* w
【工作运行情况分析】
0 \ R2 n6 A5 Q9 AF=ρgΔh*S≈1000*10*0.1*5*1=5000N
6 c" K7 |$ ?" ~对于1米多高的海浪，有
/ \1 S0 |! u7 ^! M/ [3 ?$ XE=h×F=1m×5000N=5000焦
+ ?; L4 P- x7 a: X- L+ c如果海浪周期为5秒，有v# i& |6 r( \5 _' |
P=E/t=5000J/5s=1KW- M, Y6 O" I( j: [) A
【转换效率】7 q( A8 L, }# R# H* i
绳轮：95%5 O$ @/ O2 t& Z
轴向柱塞泵效率：85%
0 j- O8 L+ D0 T/ R6 s2 _液压管路中途损失：5%* j: X! E& l/ t7 R: D: X' N
液压马达转换效率：86%
" |1 M* p, r7 M发电机效率：96%
% d G, S/ N* w6 j6 i3 _3 P电网中途损耗：6%
- B! k4 e/ G& Z2 Y' u" b. e+ t总转换效率：60%/ k3 L4 t* n, H* _$ P) m
【经济分析】
) s" j, W7 s6 ~" @, `8 o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。) V" `2 K& L; J4 r5 x' \
该系统如工作海域平均波高为1米多高，
" m) h6 D# T( i! \1 t; x2 [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! @3 r# B- m; q1 a% A1 [
年收益率=1728/5000=34.56%# d! s5 @$ C: \6 d5 O( d: @1 {
【系统特点】
$ p7 J9 a" F6 t) M1、生存性强，抗风浪能力非常好：0 w& k& v( {) r9 w/ t* 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。
( S) R5 M5 O4 q0 \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。) n6 Y: X, H9 c0 G
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。6 Z4 i$ ~0 i' s) y8 `; J, x
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。" [/ ~( S& S+ |# i* P m' h- d
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。
. }# j3 ^0 l) W7 ]$ B3、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。
% U p5 r! u1 c4、该系统适应波形能力强、波浪能吸收转换效率高( ~; q, H# s: M/ 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。
# V, l3 N$ f$ u, u2）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。
2 V: i+ v' t6 k5、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。
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发表于 2008-11-27 14:55:35
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