高手们评一评这个海水波能发电的专利有用吗？

swf1945qd · 发表于 2010-10-18 10:21:50

下面把PK1-7的内容分七次连载，请高手们冒个泡吧！
PK连载之一。
大家好！
专利技术【自调导叶叶轮式波能发电单元】——海浪波能发电项目已经提出多时，现在我觉得设“擂台”的时机已经成熟。
所以，在此特设“海水发电”技术的比武“擂台”：向国内外所有海浪发电技术进行挑战，目的是互相学习共同提高，我想考验的时机成熟了，欢迎挑战！欢迎批评！
一个全海域海浪发电技术模式——水下发电场水下发电长城！
擂    台    （海洋波能发电技术）
前言
广大海洋科技爱好者们；海浪发电的同仁和广大的支持者们，你们好！
为应对全球气候变化，世界各国共同走上了低碳经济之路。
目前电力的供应尽管风电、光能发电日新月异，但还是以燃煤、天然气或柴油等发电技术为主导型来满足。这不但消耗大量的化石燃料，还增加了“碳”的排放量。因此，面对能量巨大的海洋“海浪波能”的提取问题——【自调导叶叶轮式波能发电单元】的技术应运而生，该技术已经做到了“结构简捷成本低”，今奉献给大家，请给予指导！谢谢！
本技术采用了综合设计思想，力争效益最大化，使多学科的边缘技术交叉运用，通过简单的“自调导叶”的设计思想，使叶轮机在海浪波能的作用下——吸收能量始终同向旋转，这样就可以直接同轴带动内置的发电机进行发电，实现了蕴藏着巨大的海浪“波能”的利用。
目前本技术处于设计阶段，只经过了用模型在空气中模拟海浪进行试验，结果证明了本技术的技术关键——叶轮导叶的自调原理是可行和可靠的，是可以在上下流动的介质中持续向一个方向转动的，那么也就可以带动发电机发电了。同时也进一步证明了【不管是向上还是向下的海浪都可以推动叶轮机的旋转】的结论。
这个结论依据是：因为海水的密度是空气的几百倍，毫无疑问这个空气中的实验说明本技术【自调导叶叶轮式波能发电单元】完全可以利用海浪的波能来发电。
朋友们，欢迎大家在不同的角度，以国内外现有技术，对下面列出的本技术性能和技术优势进行【对比、攻擂】！谢谢！
一、概述：
1、  现状：暂未开发实施；
2、  准备替代的旧系统:
2.1 深海中发电模式可以替代目前海岛、海上石油钻探平台、海上储油平台和深海养殖平台以及小海岛上的柴油发电技术。
2.2 沿海潮间带的海浪发电可以代替部分“火电”，推广普及就可以形成沿海的海浪发电的“长城”。
3、  该技术的功能和作用：
3.1 可以利用海洋波能发电，以及所有具有波能性质的流体能量进行发电。
3.2 可以和其它海洋发电技术联产发电。如和海洋风力发电进行联合发电，即增加了发电量，又降低“海发电”以及自身的成本，扩大了海发电的选址范围，使水较深但不经济的海风区扩大成可利用的海洋风力发电海区。
3.3 可以利用大型深海养殖平台、海上大型海水淡化设施、海上海洋化工设施或石油开采生产设施作为载体，设置在其周围进行发电。这样不但自身结构大大简化，而且建设成本也大大降低。同时还可以对其供应发出的电力，代替或部分代替原来不经济的柴油发电形式。这就形成了“综合联产发电”模式。
二、  本技术设想的几种发电模式简述：
详情请见本人的国科网博客：http://blog.tech110.net/?action-blog
说明：下面的内容，是建立在“假设本发电技术是成功和可行”的前提下做出的，所以数据是估算，所以只能作为理论分析的依据和参考。
1、  为无电力供应远离大陆的小海岛供电模式：下图是波能发电系统工作流程图。
流程图.JPG

1.1 小岛上有一个上百人的小渔村，村里有一个小冷藏厂和一个小维修厂，还有一个海水淡化厂和一个小小的码头，以前是柴油发电，每度电1-2元。
1.2  这里海区的年平均浪高2.5M以上（我国大陆架基本就是如此），每年还大约会有5-8次台风经过。海上有100个小白点——露出的指示灯，100个发电为平均3KW左右的“自调导叶叶轮式波能发电单元”，总装机容量约0.3兆瓦。
1.3  日日夜夜风浪不息发电不止：这个波能发电站（场）的特点就是“风浪越大，发电就越多”。由于是潜式安装只露出顶灯，所以还不怕台风，台风的大浪打来的时候增加了海浪波能的振幅和周期，只会增加发电量而不会被打坏。
1.4  在此应该指出：发出的这个电是不恒定的。如果按年平均发电3KW计算，这个电站的年发电量就是：100*24小时/天*360天/年*3KW/小时=约25.5万度电。
1.5  经济和社会效应：这个电站可供应岛上居民的生活和生产用电，改变了无电可供或用“高价电”的状况。
还一个更重要的意义——这是低碳、纯绿色、可再生的能源技术。
1.6  军事意义：如果这是南海上某个军事防御性海岛，应用此技术建发电站，不但是终年有电可供，而且这个发电厂拖不烂打不垮！因为其技术最大的特点就是化整为零、各自独立、单元化的布局，每个之间相隔约20米。即使受损还可以快速的用“插接法”更换损坏了的“独立发电单元”——这个意义重大啊！
1.7  珍贵的副产品：在大风浪的天气里随着风浪的加大发电增多，或者夜里用电减少，那么发出多余的电来那怎么处理？
答案是：其一部分储存在“蓄电池组”里，用于调节供（发）电低谷时的用电量，一部分增加冷库里制冰量和增加海水淡化厂的出水量，甚至电解水生产“氢”和“氧”。
真如设想的这样，那海岛就变成了“世外桃源”了——是真正的“蓬莱仙岛”，是生态之岛、绿色之岛。
2、联合发电模式设想：在东海“海风电场”以外，水深超过10米的更远的海面上又建起一座座百米高的海洋风力发电机，只不过水下部分的基础立柱更大更粗。在每台风力发电机巨大的基础四周，都“附着”三圈42个或更多的3KW左右的本技术——“海浪波能发机”在发电。增加的发电量分担了因为水过深、基础立柱过大增加的投资，扩大了原风电场的建设范围和规模。
3、综合发电模式设想：在浩瀚的海面上有一座钻井平台，在钻井平台的三侧，“附着固定”一个 1兆瓦左右的“海浪波能发群”，供应或补充着着平台上的生活和生产用电。用身边取之不尽的能源——海洋波能，生产着“珍贵的石油”，同时还节约了大量的生产用柴油，何乐而不为呢？
4、  海岸线潮间带的发电模式图设想：
近海海浪发电.JPG

图示的说明：
图中1是在海床上固定本技术“发电单元”的立柱。
图中2是指示灯。
图中3是本技术独立的发电单元。
图中4是代表最低潮位线。
图中5是代表最高潮位线。
图中6是海浪“波形”的示意图。从图中可以看出一波一波的海浪“前仆后继”勇往直前，发电单元旋转发电。
图中7是表示海岸底质的地形：可以看出，平坦无礁石可使海浪不会产生“无序流动和漩涡”，只流向岸边。
图中8是底层海浪后退水流的示意图，从图中可以看出后退的底层海水与上层前进的海水相互作用。
三、两种样机结构介绍：
1、无自传扭矩单机结构图：浮式独立建站或集群锚定式建站的单机结构。
无自转扭矩的独立单元.JPG

1、环形导流管总成。    2、导流管和发电机座之间的支撑板。    3、上下两个有浮力正反转动的叶轮机。    4、发电机座内部密封的发电机总成。    5、向上涌动的海水。 6、向下涌动的海水。    7、6-12片角度可调的叶轮机导叶。
1.1 从图中可以看出：本技术是一个“直径6米、高约7米的巨大的叶轮发电机”，垂直“锚定”在最低低潮位水面下0.2米左右。
1.2 结构：叶轮机安装在一个有足够浮力的环形导流管里，海水可以在中间上下流动做功；“长卵圆形”浮筒直径1-3米左右、高约4-7米，发电机设在不动的中间发电机仓内，与上下转动的叶轮机同轴并受到双层外壳保护。
1.3 工作态势：其中1、2、4、不转动；3、和7、转动；上面叶轮机正转、下面叶轮机反转。
1.4 单台发电单元“批量”生产【理论成本】的估算：合计：约10万元左右。注：下面试验项目的发电单元均以此的单价为计算的基础价。
材料费用合计： 2.9万元。
单台发电单元的加工制作费用、组装费用、消耗品费用、水电费用、管理费用、合理利润等综合费用按材料费1:1的比例计算合计：2.9万元。
外购发电机总成合计：约2.0万元。
通往“海上控制平台”的6KW容量直流和信号复合海缆暂定： 1.0万元。
管理费、抵扣税后的税费及未预见费用合计：1.2万元。
总计：合理出厂价约10万元左右。
2、  固定式的结构：下图是附着固定式剖面示意视图，如，“附着”在“海风电”立柱上或浅海潮间带海底立柱上（见潮间带的发电模式图）。
2.1 该结构的投入估算：每台8万元以内。（仅供参考！）
其中包括：综合费用按材料费1:1的比例计算；
陆上输变电线路和附属设备等均摊每台1万元；
中央控制室的6KW容量直流线和信号线复合海缆60M，暂定：0.6万元。
2.2 产出估算：100台规模每度电成本约为：0.38元/度。（仅供参考！）
2.3 图示：
固定式.JPG

固定式结构图
从图中可以看出：本技术是一个导“流罩直径0.5-1米、高约4-6米、导叶外径4-6米的固定式海浪发电机”，垂直或水平位置固定在最低低潮位水面下0.2米左右。如果潮水“紊流”大，在外面就加一个“导流总管”。由于是固定方式，所以就不需要“浮力了”，那就不需要导流总管、上下浮体、锚定系统等。另外外形体积都大大缩小了，使结构异常简单，成本低廉。
这种结构，上下的海水仍然可以驱使叶轮机转动，同轴带动下面固定导流罩内的发电机做功。这种结构极似风力发电机。
其中：1、3、4、不转动；2、和7、转动。

swf1945qd · 发表于 2010-10-18 10:46:42

本帖最后由 swf1945qd 于 2010-10-18 10:51 编辑

四、导叶【自调】及发电的原理：
1、导叶【自调】的原理图：导叶的【自调】是本技术的关键，通过下两图就可以清楚地了解了。
1.1 导叶的偏转：从下两图中可以看出代表导叶的两边极不对称，所以当海浪波向上或向下运动的时候，导叶就会被推动，会以导叶轴为圆心向上或向下则偏转一个角度。
首先说明：这个【自调】术语的实质是指——导叶是被上下波动的海水推动，可以以导叶轴为中心，反复转动一定角度，这个角度大小是预先设定的。
1.2 下图是导叶向上【自调】形成夹角Φ1的工作原理图：
1.3 结论：从两图中可以得出“不管海浪的海水向下还是向上运动叶轮机的导叶都会产生相同的运动方向”。那么，叶轮机的转动就可以带动同轴的发电机发电了。
Φ1 夹角形成的原理图
说明书附图2.JPG

2、  发电：形象化描述。
就是一个巨大的水轮发电机（形状好像电风扇）置于海面下，不过这个水轮机的导叶可以【自调】，水轮机中心内部有一个小小的发电机。此时，不管海浪是向上还是向下的动能都可以被巨大水轮的【自调】导叶双向吸收，并按一个方向始终推动水轮机转动，周而复始发电机就可以24小时发电了。
五、本技术——海洋波能发电具有以下特点：大家可以以任何形式“PK”。
1、  同比优势：本技术结构非常简捷、故障点少、成本低、易施工、安装维修简单。
2、  可自动化管理：本技术各标准单元的所有传感器信号、运转信号可集中自动化切换处理，甚至“傻瓜化”管理。
3、  标准化生产：本技术可作为标准“发电单元”工厂化大规模生产。
4、  集约化建站：本技术模块化组装规模可大可小，可以边建设，边发电。
5、  可以联产发电：本技术可与海风电、海流电、海光电等海发电技术形成全方位立体式的联产，发展前景无限。
6、  独立单元：本技术每台发电单元发出的电流独立输出，互不干扰。
7、  同比本技术拆装容易：恩技术由于单元化、小型化，插接式的安装和拆卸简捷方便，使安装、维修、保养简单化，可以随意海上拖放和收回，这是其他技术无可比拟的极大优势。
8、  安全运转：本技术发电系统置于两层“钢壳内”，并受到多个传感器保护和报警。确保温度、湿度及电力参数的正常运转，安全可靠。
9、  密封性极佳：本技术发电系统一个叶轮机只有一个接触海水的轴封端——进入发电机的主轴动密封，在接触海水端还设有防泥沙保护和轴承密封保护，确保运转正常；确保10年内安全使用。
10、  同比火电，运转费用极低：一次投资10年受益，无运转成本，只有维修费用。
11、  同比海洋风力发电投资：具有一次性投资少，没有昂贵的立柱和海底基础建设投资，也不需要100米海上高空作业专用的海上作业船投资。虽然其他较相似，但是本技术拆、装、维修和起重、运输异常简单，费用低廉。
12、同比海洋风力发电技术：由于本技术不是高空作业，维修简单。所以本技术设备要求的制造精度和可靠性要求同比较低，都是通用技术，就是一个“傻瓜级”的产品。如果建立严格的维护保养和报废制度，那么完全适用于安全运转需要。
13、同比“太阳能”发电技术：
13.1  本技术同比一次投资相对较低。
13.2  本技术同比在海水中应用，功率密度大，且365天发电——海浪不休，发电不止，且是不受天气限制的全天候技术，还不占用土地。
14、同比其他发电技术：如，利用海浪波能压缩空气、压缩水来发电的技术，在结构上比较、故障点的比较、基建规模等等进行比较独有一定的优势。
因为本技术利用直连式发电，插接式安装技术，用N个标准单元“集成”建设海上电站。故建站周期极短，资金和规模灵活。在结构上同比简单。在系统接触海水的故障点同比就少多了。另外陆地上不需要建设发电厂房了。
另外，采取单元式的由少到多、滚动集约式的“边发电边扩大”的发电规模，是无法比拟的。
15、和国外7大发电模式相比：列表如下。
表格.JPG

swf1945qd · 发表于 2010-10-18 10:55:21

上面总是多一个说明书附图二的图，删不掉？？？
接上页
16、和滚动式、摆式等等海浪能发电技术相比：列表如下。
下面列表介绍几个国内海浪发电技术和本技术进行产能、性价比较。（仅供参考）
表格2.JPG

453921758 · 发表于 2010-10-18 12:49:37

好东西呀，但是好像在申请专利的时候要模型吧

swf1945qd · 发表于 2010-10-19 13:27:31

好东西呀，但是好像在申请专利的时候要模型吧
$ k1 |3 p& J8 Q- n+ y6 n# a453921758 发表于 2010-10-18 12:49

不需要模型。谢谢！

海鑫源 · 发表于 2010-10-19 16:28:42

宋老师你好：
我是牛治博，一名青年工作者，看到你的文章后很受启发，期待与你认识，并参与到开发波能的行动中。
我的联系方式：
QQ：937908055
手机：15810322893

swf1945qd · 发表于 2010-10-19 21:03:40

宋老师你好：
2 b: r$ j, W) J; e: M" m 我是牛治博，一名青年工作者，看到你的文章后很受启发，期待与你认识，并参与到开发波能的 ...
. u7 w" v9 [ E! W2 w& h+ n! N海鑫源发表于 2010-10-19 16:28

您好牛治博：看到你的留言很受感动，的确这个项目很大，需要一个设计班子。其中包括：机械、电控、海洋工程等方面的技术人员。
机械设计,机械加工,设计软件,机械工程师,设备管理,焊接,液压,铸造,密封,测量,工程机械,粉末冶金,轴承,齿轮,泵阀,工业自动化1 Q. V6 d6 C. m4 {0 ?
但目前的现状是：
1、  专利尚未批下。
2、  本人年事已高，身体不好无力开发，但我坚信一定会有“高人”全面接受进行开发试验的。
3、虽然已经有人在进行“单项”研究和试验，也有人联系合作，但尚无实质性的进展。
4、  可能的结果是：
4.1  政府介入支持——有机构接手，申请国家资金，这最好。（已有一家申请过，但是未果）
4.2  大的风投公司（包括国外）介入开发。（已有信息了）
4.3  大的企业接手开发。（小企业在搞单项）
5、  当前可再生能源的开发势头“迅猛”，背景形式大好。
我觉得这个项目是大有前途的了。
谢谢您的支持！

一只想飞的猫 · 发表于 2010-10-19 21:48:46

宋老师：
您好，您能介绍一下国内外对海浪能利用吗？比如国外最大的海浪能发电站在哪里？多大的发电能力，已经建成多久……等等。
谢谢。
猫

swf1945qd · 发表于 2010-10-20 21:13:20

本帖最后由 swf1945qd 于 2010-10-20 21:19 编辑

宋老师：& }- h" n+ m( X! Q8 e* G( A
您好，您能介绍一下国内外对海浪能利用吗？比如国外最大的海浪能发电站在哪里？多大的发电能力， ...
" e! j! }3 e# F( Y4 |一只想飞的猫发表于 2010-10-19 21:48

对于国内外的海浪能利用的了解，也是在各种媒体上的介绍，我所了解（片面的）的是：

1、潮汐能的利用较早也较成熟——网上可以搜出来很多。

2、
4 u6 W2 y2 B$ n( m0 c海岸线的利用海浪能发电，据了解“以色列”的技术目前较好，发电成本较低，被市场接受。

3、国外的技术，也是从网上了解的，在此不详述。但仍然是海岸线的发电技术成熟，远海海浪能利用成功的实用技术不多，可推广的尚未发现。

4、国内技术，例如：

4.1" s2 a/ z, u; C) o$ e! U
香港浪能企业集团股份有限公司采用以色列人发明的技术。2008年购买了该项专利，计划将该项技术投入商业运作。项目落户东平镇葛洲岛，目前该项目已进入了实质阶段。

4.2$ `# K: P! [6 @+ W
青岛有个合和公司在建波浪电站据说是台湾人的公司，采用日本技术？

4.3 * w0 l$ |9 i0 [
我国技术有广州，青岛等几家实验厂投产，效果不理想——成本较高。大都是“容积式”——就是利用海浪压缩气体或液体介质来发电。虽然可以发电，但是经济性有待提高。

不全，随便写写，不能作为“依据”引用。

至于其他的情况，网上很多，搜搜吧！在此就不“画蛇添足”了。

一只想飞的猫 · 发表于 2010-10-20 22:15:25

宋老师：
谢谢您的答复。我的第二个问题是，人家凭什么不用以色列的技术而要用您的？您的优势在哪里？
谢谢。

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