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【系统结构】. y# k K: E# g9 E' x
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。
- r: W6 \( z/ ? F- ^) X! @【系统原理】
% u7 h2 M4 W( L1 u9 n3 s 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。
y) d/ ~. @- I4 m; H. t【结构数据】4 P& Y q! s. ]& M4 n5 a' R
浮体：5×1×0.15m7 ] {) v- U F# ~
绳外径：12mm! | o1 I4 M, Q* l9 C& s T
转筒径：200mm; m9 e$ s8 K5 o: ]6 p
转筒宽：100mm
$ ?8 R# G s1 f3 }轴径：48mm
2 {. K! Q2 E6 L$ t1 O$ G5 ?棘轮顶圆直径：192mm
# r+ ]7 d5 ^& H& k6 g棘轮宽度：24mm
7 ^0 M( P. s- R( K# Z. J轴向柱塞泵液压：50Mpa( r4 x' P/ [& K6 s* w/ N% R
缸数：8+ F r b- P: F2 A# O5 A C
缸内径：15mm2 D5 {! y3 ~8 m# z( P j" s" F
斜度：15°
% O9 O: y R/ z; {7 L油管：Oil pipe2 V' Q% c+ ~8 ]5 J! T% R) @
轴向柱塞泵：axial plunger pump) B9 ?$ n# a/ o: t, F$ R
尼龙绳：Nylon rope
7 B1 A. K2 c; k9 R# d棘轮：ratchet wheel/ U. X' q1 C6 S G
蓄能器：accumulator$ {9 _1 }$ a+ y7 R) {- O' Z" z' D# i
易弯面：Surface apt to be crooked
6 ]/ S+ e% x( Y发条：Clockwork spring4 S, X7 v; G, n5 X- Y
发电机：Generator7 {: l$ `6 J. ? V+ m p( h3 w
油缸：Oil vat9 y6 H! K" i, o& o T0 Y
转轮：rotational Wheel
) T* N1 ?6 f. r" J" `浮体：8 J4 c/ B0 s+ S
弹性衔接面: `0 x. L! C+ m+ N& r% c4 S3 K* x
柱塞泵
- M+ J6 B4 b, w9 d8 @高压油管( d1 N" Z- G/ ]
液压马达
1 ~% W: L, z- I回油管
* V2 v) F& g& K% G- i【工作运行情况分析】
) @# a1 l, }; m4 s) yF=ρgΔh*S≈1000*10*0.1*5*1=5000N
' x1 Y9 r I2 i6 _ R对于1米多高的海浪，有( O7 d* S5 K' z3 z. M; x
E=h×F=1m×5000N=5000焦
( X+ U4 r+ I6 y! M3 q如果海浪周期为5秒，有8 k& ]8 C U3 |4 |) Q$ x) @
P=E/t=5000J/5s=1KW
2 g! C8 \& \" B! l2 p【转换效率】5 D0 a( M; u/ ~9 S! \- [5 v6 J
绳轮：95%0 o. U0 B7 Z: k9 v0 C. M$ F
轴向柱塞泵效率：85%
% L! ]- V6 J% t4 Y/ n液压管路中途损失：5%
3 ]* b4 B. @+ z4 v6 t液压马达转换效率：86%; u+ e: _* F: [" h _
发电机效率：96%8 e' C; |4 n: ~7 |6 i' t7 C+ P8 K$ W
电网中途损耗：6%
- q6 ^! W7 C7 x& R% k% s V% e总转换效率：60%
+ W$ p& U/ z3 Y' \# y【经济分析】
3 K# L" J9 y( W& o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。2 w7 w4 t7 m# K' [
该系统如工作海域平均波高为1米多高，0 e. H) t3 W( ]
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, Z, M( J, z2 `! p- j+ J8 }* o! ]
年收益率=1728/5000=34.56%
3 L; D" I6 V- y) Z9 k- U' c& v 【系统特点】
1 J! v1 h5 X% W {7 ^; ?1、生存性强，抗风浪能力非常好：
3 t2 R% F4 P5 T y+ Z1）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。4 @8 B6 h9 O4 |% J
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。3 r7 S! [+ K' K9 p4 G
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。% h7 n+ b7 l% B% R
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。
" L; Z! l8 y& ?) ~3 {& |, j# X1 @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。( ^4 J0 m; {; j
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。3 J1 A( k8 K1 h4 z6 J9 C) q5 b
4、该系统适应波形能力强、波浪能吸收转换效率高% e7 \. K/ K% [" e8 F
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。
3 O5 L0 B4 R+ y2）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, B, y+ w# d& ^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。9 x/ X/ P& G' b+ D: R
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发表于 2008-11-27 14:55:35
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