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【系统结构】9 i. C- {% P" V/ i& A
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。
: E2 U4 g" G; R. D2 _1 _6 Y【系统原理】
5 T* G7 X& W, b9 P3 M! 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。
2 f9 d" N w% @! {1 q3 A【结构数据】
/ o' A" M. t& n7 f0 ]7 Y9 U9 Q浮体：5×1×0.15m
5 I9 q. F) {' p+ ~1 p2 H- I A, _" T绳外径：12mm
$ h( ^: ]& I- s p5 T转筒径：200mm4 V6 K& o7 M+ K
转筒宽：100mm6 A. p s- `+ j- a: l: x8 y0 ^
轴径：48mm
& w, m0 H8 ^7 H5 O+ }, H4 @9 ]( U棘轮顶圆直径：192mm
6 x# ?7 \+ B* G. j/ p% h棘轮宽度：24mm/ |# N7 d6 [/ W$ ~
轴向柱塞泵液压：50Mpa, @) c- [5 h; x! x4 \, K
缸数：8; J% o- e7 |! g1 ~
缸内径：15mm( w) a* |" {5 E( d6 V8 j
斜度：15°. B) F2 o7 o! n0 w- `. G. E# k
油管：Oil pipe+ n6 q6 _8 Y* R. u/ C9 S
轴向柱塞泵：axial plunger pump
3 i [; t. `+ y1 |" \尼龙绳：Nylon rope& r- V& ]( s9 [2 {0 l
棘轮：ratchet wheel
+ m7 H W8 J6 h/ ], ?1 e1 o1 j( I蓄能器：accumulator
3 S/ Z) [0 s- Y6 r% ]易弯面：Surface apt to be crooked: V7 e$ m: Y2 G' W5 X, ?. _( P
发条：Clockwork spring
3 w d" k2 {0 M$ c0 w0 R发电机：Generator5 U! w K% N' z2 P
油缸：Oil vat
; _3 H2 f& B' `" k* E7 e7 V9 T转轮：rotational Wheel6 m1 p2 t2 Q, y3 L
浮体：
2 E( H+ i1 i5 J4 W" @) M弹性衔接面
. z+ E) \: _2 x# o柱塞泵7 z( ~) }; g2 m% o- ?! X
高压油管- W3 {; a; O% ?4 T9 K% Y8 W* F
液压马达+ q _4 Z8 Z- j1 q
回油管3 K# M5 Q- s2 R* s
【工作运行情况分析】
7 v$ P* d9 F: d9 z, [8 KF=ρgΔh*S≈1000*10*0.1*5*1=5000N
6 S. `: H0 I( P* w2 b对于1米多高的海浪，有
6 T0 z$ O1 f; N- A) @$ ?3 | pE=h×F=1m×5000N=5000焦
0 ?" W L% o6 `9 N如果海浪周期为5秒，有) y K4 @- R* N7 c6 q$ s) c9 H
P=E/t=5000J/5s=1KW
' r A# h$ S& M2 D* w' G; I j【转换效率】
- D2 y# P, [$ G, t绳轮：95%- k: l& q2 d, `+ L; i& o- t- {# K# ^
轴向柱塞泵效率：85%
9 y5 Q9 q1 l% R$ V) U8 N4 [液压管路中途损失：5%
% e- n4 l3 J% S M8 w ? F液压马达转换效率：86%
8 M' k0 J- x7 C' ~4 g" q8 O7 S: C发电机效率：96%+ L W7 g# b1 i
电网中途损耗：6%
, H! \) t) B5 N( N; P总转换效率：60%
- |# z: f7 Q- u; K【经济分析】
1 m) }( V* [' N& P+ A( I, i) D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。
' D5 y4 r8 P; w; d$ }3 m2 ]该系统如工作海域平均波高为1米多高，' q) G- F' o4 {
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- t' M) N1 b1 c# {9 N _, f# {
年收益率=1728/5000=34.56%, @. N9 B5 t7 d& _- J# K) ^7 \: Z+ P
【系统特点】0 A4 F$ {: a6 X( A7 ^% {4 J
1、生存性强，抗风浪能力非常好：
( \1 ]& N- P4 P$ g: l1）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。
, a# q' r7 x# m0 d/ y: y2）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。9 W+ i8 q5 z" ]! a
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。
* M# ~4 B$ R9 H8 l' D6 k4 m& R4）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。% @9 i! ]5 P& b' P
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。' {0 `' f! R4 t2 p) j6 L% d
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。, x' X! {9 D. Y, p5 Y' |4 n
4、该系统适应波形能力强、波浪能吸收转换效率高9 c) R( i) U; W" W" \& I9 {, D
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。
7 v; J r# O9 T2 o( o( n9 G2）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。: j% @) m- |) n) l( @
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。- X2 F7 g2 W- c- ]* a$ n
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发表于 2008-11-27 14:55:35
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