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【系统结构】$ Z% H/ f. b) l: b2 [0 H' k0 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。
. }2 H- a6 ?% a# D【系统原理】2 v" C. h, Q& C" X" ^
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。* `+ k2 L- V d. S; k
【结构数据】4 O; ^* b' b7 d% L
浮体：5×1×0.15m
2 E; J7 h! k& N绳外径：12mm: K! ]- x$ D/ I
转筒径：200mm4 X4 a. n9 Q, W1 E1 |. H: A4 @
转筒宽：100mm# e* {8 e l1 L t) y9 \
轴径：48mm
$ O/ Q" U8 }5 W5 o4 B( F/ b) _棘轮顶圆直径：192mm
2 Z6 z) X! s9 _3 D j3 p O' `棘轮宽度：24mm- y) F6 C( O- V9 m5 s& o
轴向柱塞泵液压：50Mpa
1 a( |+ N' g( e- n7 m缸数：8$ R5 _# D4 C' N
缸内径：15mm
+ F7 T q' s7 Y& W% Q斜度：15°
$ ^0 J: i' y; A. B5 i& ~# T! j油管：Oil pipe
* D! M* u& ^2 S" S. ^轴向柱塞泵：axial plunger pump- U/ Y) h( w! y8 p4 v
尼龙绳：Nylon rope
9 O# B9 T) x2 G棘轮：ratchet wheel# K9 N% u+ e2 Q1 O: @2 z+ e$ k
蓄能器：accumulator# f* P- D) n) A2 `
易弯面：Surface apt to be crooked4 a% e- X# O7 ^6 d3 n: h
发条：Clockwork spring
$ x2 z$ q6 l4 A# a发电机：Generator/ m$ d% g5 y3 q! s& Y
油缸：Oil vat O& G& d1 ~0 K1 _0 O# v$ W
转轮：rotational Wheel
* `2 k" T3 H( T& S浮体：
2 a- S) G9 g _; |! ~# \弹性衔接面
$ O5 }9 z. p K6 n1 L/ J. f* z柱塞泵
1 n2 M( W% O, F; ~- m/ ?, n高压油管9 ]( [% f% ~0 j7 A. W" M
液压马达
; a ?* E5 F9 V. b+ G& ?回油管
% @2 A/ s, a, F" U7 G6 C【工作运行情况分析】
# r J* n7 q5 G" K0 YF=ρgΔh*S≈1000*10*0.1*5*1=5000N
( L6 z+ q2 w8 u& q对于1米多高的海浪，有
8 O2 {3 E6 J. g9 CE=h×F=1m×5000N=5000焦
3 K$ R- I/ ]5 X1 S, ^如果海浪周期为5秒，有
) A$ S( t' I1 k: ?+ pP=E/t=5000J/5s=1KW7 V6 G* z1 d) h+ N4 @& _1 N! l
【转换效率】# g! g8 z" e1 ]
绳轮：95%
2 K, p+ N" {1 I! n: B轴向柱塞泵效率：85%
/ \! A: h6 ]' c液压管路中途损失：5%% r' h, M* ?, P" M' u3 F1 V
液压马达转换效率：86%1 S7 D/ k6 n. ]! m; N" i. U* c: R
发电机效率：96%" C/ {" @' s# f
电网中途损耗：6%/ ~% _6 {7 f. r4 M
总转换效率：60%: ^ K' j, G8 P: ?
【经济分析】$ p; U: S9 c6 ~+ U' c
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。/ \* g2 R7 y; u3 V! w# n+ c) R# w
该系统如工作海域平均波高为1米多高，5 R: u- H/ Q' ~: y
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
1 h, x! c* T2 [: p+ D年收益率=1728/5000=34.56%
; H! R& f+ L# V+ a 【系统特点】5 G3 g; b# [. o6 v0 F
1、生存性强，抗风浪能力非常好：
8 b! `9 l" U9 e) d6 K0 ]. `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。
2 B( B: G, a+ \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。; c. b- X3 w7 @
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。0 j( p3 g6 D7 I' X% D W3 d2 J
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。3 G/ V- q; [2 d6 {0 W' E
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。
) Y2 K L& g6 S$ 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。
+ ]: K. x+ @; e! R% X4、该系统适应波形能力强、波浪能吸收转换效率高* I' O- O. w" r6 @2 d( 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。
1 Z5 D, F( ]6 o1 O# U5 H$ _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。" T) P# K! \+ e$ f7 }! v
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。- u+ h. H' y& t( n g% z3 ?: K/ N
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发表于 2008-11-27 14:55:35
