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【系统结构】: ~5 G4 X0 B0 t# E6 F- L
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。
+ \! g7 P; p7 z4 l* O+ q【系统原理】# E' F4 T7 {- N9 ]0 P
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。
" d% U w' F) X- x0 u7 A) X0 ]7 [【结构数据】
9 \& D2 E( u9 g% f浮体：5×1×0.15m
, _0 s$ n3 A0 ^+ m/ v5 r2 Z绳外径：12mm" L9 n/ f# `* X, k1 J
转筒径：200mm
6 Z, _ Z1 {3 b* K/ z转筒宽：100mm0 }/ ~( H5 F8 B b: A& i
轴径：48mm
% K, g+ k/ O7 e# g* h棘轮顶圆直径：192mm
$ f# x. s. G, E7 |/ _) |$ h棘轮宽度：24mm8 @% r' `; I& y S# x; ~
轴向柱塞泵液压：50Mpa
+ k2 `! `+ o$ S" n b5 {缸数：87 j2 k, |. u% X# R4 H( a& y: g% }; m1 t$ v
缸内径：15mm
( Q4 I$ w; Q1 v @! d5 q8 I斜度：15°
- O1 ]5 d: i6 J- S' ^油管：Oil pipe4 g8 z, k1 l2 h3 `7 [# r$ G
轴向柱塞泵：axial plunger pump8 B: O9 k! Z, @$ ^) U7 ~* o/ z+ }/ _9 S
尼龙绳：Nylon rope0 W" D( c e& i! l
棘轮：ratchet wheel( ]% e2 N$ w& |, L# `
蓄能器：accumulator% e4 I c. \: C
易弯面：Surface apt to be crooked
/ K9 Q- \; H x8 o4 O0 j& I9 z发条：Clockwork spring
! e5 n3 b! m0 C6 r4 E0 d A发电机：Generator4 S3 k' y5 B( S* K
油缸：Oil vat
3 P& @7 w5 ]1 z) H5 e" D- Q转轮：rotational Wheel
0 ^6 z+ e; S+ z9 r% [$ O l s浮体：
" x* a0 w$ B# b# A0 _. { @0 L弹性衔接面
2 L3 ^. y% V$ U) e% t/ e' n( f柱塞泵
! X. W+ D) I9 l _- k高压油管$ ]' W* [3 q0 H, i% s
液压马达* W. t# H8 {8 ]4 g/ j4 e
回油管! g0 U" J( B& H' `1 ~
【工作运行情况分析】
) b$ W2 F" B3 [7 b* H4 r$ {9 ~F=ρgΔh*S≈1000*10*0.1*5*1=5000N' X2 K' J+ y; W4 _" C
对于1米多高的海浪，有
* i1 l$ ]- ?5 N3 P" p% vE=h×F=1m×5000N=5000焦
8 c; i, F8 p+ S) w' ~ }7 g如果海浪周期为5秒，有: V( W( J8 R5 n
P=E/t=5000J/5s=1KW
0 `8 `& z) M) C【转换效率】
4 @0 V3 |& \& d5 _0 X+ s绳轮：95%
9 M; D j1 q/ }: E1 S# k! I w轴向柱塞泵效率：85%" {3 u5 `3 ~' F4 \
液压管路中途损失：5%$ V8 A5 ]7 X) ]0 Q1 J& M8 e
液压马达转换效率：86%" s3 A( R) y# C" c$ k( _
发电机效率：96%' t& D- t1 p5 |( w: z
电网中途损耗：6%
" d+ X) i! V7 [3 y, B& h总转换效率：60%
# }+ o3 z8 a' |$ b【经济分析】1 t$ g0 G \& `9 s! e
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。0 @( q* h b5 e1 V* X* ?
该系统如工作海域平均波高为1米多高，
$ \5 p2 L( v$ e. _: ]8 s* z- r# _$ p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% ]9 _- i, f' K
年收益率=1728/5000=34.56%& k$ X9 M/ U* @3 d7 L, R' u
【系统特点】
4 @' w0 p5 i% n" _; ^1、生存性强，抗风浪能力非常好：
7 l+ h, _( w6 L1 U A1）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。6 F2 Y; T8 Q4 e+ F9 @, t
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。
1 q: v, J, v6 X& w2 {2 v3）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。
8 j, ?* B A6 G% |' H; f4）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& J! z2 h' A, w2 {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。( u2 D. T w: F2 h
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。' B# R/ w7 [) W3 n) V: i/ q
4、该系统适应波形能力强、波浪能吸收转换效率高( g7 c) g5 b' r
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。- K% h5 G( Q3 z6 r! h9 a; _
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。
; x! L; L. q+ c) y5、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
