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【系统结构】- M$ ?4 f( S5 g2 a7 J0 d
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。
) u% O0 g+ \; E! ^; [【系统原理】
: A. C( O5 e% M! f) |% G 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。
) s5 I% w6 \6 R4 v【结构数据】: E: D* t) @5 J% y
浮体：5×1×0.15m4 I( K- E0 R; s- \
绳外径：12mm4 w* B2 N% g$ M6 U: J. L; W, e
转筒径：200mm
& E: @& |# d6 e/ f) d/ j转筒宽：100mm
" \* Y' J! @' {7 W轴径：48mm! I% L: X; y) t6 I% Z' L% J
棘轮顶圆直径：192mm
) y8 V4 F& B! ~$ N% v% {4 s1 q棘轮宽度：24mm, [% ^, X8 c: P/ e3 j) l
轴向柱塞泵液压：50Mpa
5 i# H; `5 N$ V" j缸数：8. M% X" l) ^- V8 j5 ?
缸内径：15mm" Z! h) C& F0 M' d
斜度：15°! S; h. [* k- I
油管：Oil pipe
% G' d8 W) p" |轴向柱塞泵：axial plunger pump
9 b8 V( }9 d0 j尼龙绳：Nylon rope. v# e. @2 C8 w5 v/ N; W
棘轮：ratchet wheel7 U/ C! z' _: s# k- u. [1 s
蓄能器：accumulator
% x4 R" P$ n' q! f, u7 y* C+ }& H易弯面：Surface apt to be crooked
% }/ J: q: ^ W7 p% Z发条：Clockwork spring
3 ^* I/ u2 O5 I, n发电机：Generator
; K- o* O" T# ?% z2 u油缸：Oil vat, ^8 Y) D! |$ K0 L- E- V0 Z% t
转轮：rotational Wheel+ }/ A1 x4 _/ m& f7 _
浮体：
. @$ ]9 U) G0 S# @' ^* n- I, Q弹性衔接面
Y4 A; L& L0 g0 Z# [; W: H柱塞泵
0 @4 c# i0 q, L' i+ \9 V1 X P高压油管7 s& Z: Z e) _$ W/ `
液压马达$ k2 a( d2 F! [& ^, i
回油管
" |# N& M" k& y! H/ Q【工作运行情况分析】7 A% \) `: y5 C4 X; Y
F=ρgΔh*S≈1000*10*0.1*5*1=5000N
; D' F& @% y2 Z对于1米多高的海浪，有
2 U) g7 E5 R5 f! HE=h×F=1m×5000N=5000焦
! c0 O* g; j# V4 Q u5 z- {! }如果海浪周期为5秒，有% A7 |+ b( {0 [& B4 L( S' E
P=E/t=5000J/5s=1KW
( y0 M- Q6 N5 P( e( a$ ^【转换效率】% a: l' }, \* }0 l8 u; J: z
绳轮：95%- c7 S! Y: A) T0 Z: ?( I/ |
轴向柱塞泵效率：85%6 [8 q4 R: A3 k% T5 L- w+ q
液压管路中途损失：5%+ b0 I$ M7 K" o+ P/ f$ U, D$ D
液压马达转换效率：86%
" s! C0 J. d$ n2 x发电机效率：96%
/ W8 I4 ^7 X& q- F电网中途损耗：6%
! K' m, |1 d" F/ l/ z4 k总转换效率：60%; I1 D& R: Z6 \$ j; F: p, V
【经济分析】
7 Z8 r/ T9 ?( K7 t! i- J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。) @1 ^% _) O) H V( y" z
该系统如工作海域平均波高为1米多高，4 ^' ~1 Q, \" m8 \) S
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; v; E% O) `! F+ \) O {3 J
年收益率=1728/5000=34.56%& y q+ d* B/ ]* n/ ?& r, o
【系统特点】- A) U; ?/ X" O9 v
1、生存性强，抗风浪能力非常好：' }: Y1 L# `/ k8 R% R' G' u; i, I: |
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。/ W6 T! m" ]. Q3 k' ]5 _7 y
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。: S7 D+ E1 ?: O- q4 U( w0 t/ Z1 Q
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。
% z. A* @* P, @ j6 T# t4）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。
/ e2 U' r1 L# _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。
$ p2 v5 D! D/ d3 A3、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。% B0 _' w5 R' h0 g; s
4、该系统适应波形能力强、波浪能吸收转换效率高
- e! f# n8 I% @0 X# {" Z! c1）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。
+ A* o* f: q7 O2）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。( }& C; d& K) P7 u3 F9 r4 q' W
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。
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发表于 2008-11-27 14:55:35
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