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【系統(tǒng)結(jié)構(gòu)】
, m( Z$ h/ i( M- q 浮體上系有繩,繩纏繞在轉(zhuǎn)輪上,轉(zhuǎn)輪與發(fā)條、棘輪軸聯(lián),棘輪與軸向柱塞泵軸聯(lián),軸向柱塞泵為液壓系統(tǒng)的輸入端,液壓系統(tǒng)的輸出端為液壓馬達(dá),其與發(fā)電機(jī)聯(lián)接。9 M% [4 O7 S4 c( ~- j# w
【系統(tǒng)原理】
; Y& d# w2 m. U; u- U 浮體上升時(shí),拉動(dòng)轉(zhuǎn)輪,轉(zhuǎn)輪帶動(dòng)棘輪,進(jìn)而帶動(dòng)柱塞泵;浮體下落時(shí),在發(fā)條作用下,轉(zhuǎn)輪反轉(zhuǎn),將繩收回,因棘輪緣故,不帶動(dòng)柱塞泵反轉(zhuǎn)。柱塞泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能,液壓馬達(dá)將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出給發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)發(fā)電。% g3 Q$ l3 f& ~% r4 n- V+ ~9 F
【結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)】8 S* r; A7 T* r |
浮體:5×1×0.15m
* V8 q- H" T0 _8 h" z% Z繩外徑:12mm/ h: h8 C6 ^0 F7 R4 l
轉(zhuǎn)筒徑:200mm
( n( c, V4 ^( i0 H7 v! X轉(zhuǎn)筒寬:100mm
' K; Q5 V2 ?6 T' P; @, q6 `軸徑:48mm# l) f0 Q9 c* n: l" _
棘輪頂圓直徑:192mm U q9 P' b& r/ v
棘輪寬度:24mm9 b& b+ s* _$ [; s( H
軸向柱塞泵液壓:50Mpa0 |/ y: q1 W1 V" v
缸數(shù):88 h0 |! f* X+ S
缸內(nèi)徑:15mm
5 L) b: U# N/ a$ ~斜度:15°
- D8 [+ M% x I5 q油管:Oil pipe
6 W& O5 G8 ~9 \" R) e: J軸向柱塞泵:axial plunger pump
9 K7 C1 t6 C: [尼龍繩:Nylon rope' K3 @0 M; l$ h- W/ l4 Y
棘輪:ratchet wheel8 N9 l, ?) {: N
蓄能器:accumulator
/ B1 _3 {6 d2 p7 Q2 X易彎面:Surface apt to be crooked
/ n0 v4 f. F! P8 O& Z6 L發(fā)條:Clockwork spring" s) Q! o( n: A- i
發(fā)電機(jī):Generator
+ I) I* X5 F4 d% x) |6 c油缸:Oil vat8 d% Q7 z/ G7 b8 M! `6 T l
轉(zhuǎn)輪:rotational Wheel
7 J7 k Y/ Z) m/ x浮體:
3 `* u/ X+ n( N+ m) N" g* V彈性銜接面% G. o3 [2 h2 G3 S+ L4 p# L
柱塞泵
, `3 V, d5 T" q3 _, p1 Q高壓油管
) m' d5 X' ]6 ~* L: P. V液壓馬達(dá)
( V8 ?6 T, r; x; k' `回油管 |' t2 E' H2 ]! S
【工作運(yùn)行情況分析】
" i$ O( C4 O3 g. w0 d% \4 E7 [F=ρgΔh*S≈1000*10*0.1*5*1=5000N% T$ [& v" ]% o/ }9 C9 J
對(duì)于1米多高的海浪,有
0 d! O4 s1 `5 h qE=h×F=1m×5000N=5000焦
7 j8 {4 R& ~+ g, _如果海浪周期為5秒,有
) E+ |* a8 w( y: _# J* l/ RP=E/t=5000J/5s=1KW
0 F: Z3 ~1 h' z9 T" }7 N【轉(zhuǎn)換效率】
. h$ N4 @2 d) E& U繩輪:95%0 n7 B1 j4 e, U
軸向柱塞泵效率:85%* E0 s) l! Q* l$ F8 z. z
液壓管路中途損失:5%; P) X* X1 L& i% w3 c
液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)換效率:86%3 p4 s( T5 c$ z$ g% `# ~
發(fā)電機(jī)效率:96%4 Y# w* G" F/ `+ Y2 m
電網(wǎng)中途損耗:6%1 c: [* a7 l; D* F
總轉(zhuǎn)換效率:60%
' Z y' P% x/ k0 B) v【經(jīng)濟(jì)分析】
1 N/ b7 z& ~. B# C! \& j浮體+繩輪+柱塞泵轉(zhuǎn)換單元造價(jià):3000元,液壓系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)攤派成本:2000元。
: Y9 F) K# N! o) A6 q" l, k該系統(tǒng)如工作海域平均波高為1米多高,
, l2 q& c0 g$ @ y則:年收益=俘獲功率×轉(zhuǎn)換效率×工作時(shí)間×上網(wǎng)電價(jià)=1kw×60%×24小時(shí)×300天×0.4元=1728元
" ~! A) l( j4 Y8 _年收益率=1728/5000=34.56%
; C$ X" i+ y3 \7 ^4 C 【系統(tǒng)特點(diǎn)】9 k' r8 y8 Y( |* Y2 {* I
1、生存性強(qiáng),抗風(fēng)浪能力非常好:
0 N; f1 s: e9 ?1)該系統(tǒng),核心部分在海面以下幾十米深處,這里比較安靜,盡管海面波濤洶涌,主體部分在水下依然安然無恙,繼續(xù)發(fā)電。0 M6 R/ s3 ^9 M( h& D, v
2)繩、浮體受力大小取決于負(fù)載的多少,而與波浪大小無關(guān)。好比一個(gè)履帶車拖著一個(gè)拖車,盡管履帶車的發(fā)動(dòng)機(jī)馬力非常大,但拖車上如果是空的話,拖車與履帶車的連接處受力并不大,它只等于拖車所受的摩擦力。但如果拖車滿載,這時(shí)候,受力就相當(dāng)大了。
" D2 h" j) I1 P9 _7 X3)繩的收放距離可以很長(可以達(dá)到十米以上),這就大大延長了波浪沖擊過程中緩沖距離,減小了瞬時(shí)沖擊力,抗風(fēng)浪能力由此得以增強(qiáng)。1 N4 ?1 h, n9 b1 N0 }/ R' c) }
4)對(duì)于水上部分的易彎面,由于其本身具有彈性和延展性,可以起到保護(hù)易彎面的作用。即使易彎面被災(zāi)害性的海浪擊毀,由于易彎面的成本很低廉,且可以修補(bǔ),所以不會(huì)有很大損失。
- k* p g: c0 ?! \5 F" y2、防銹性能良好:機(jī)器的核心部分都在箱體內(nèi),只有浮體、繩、外涂防腐材料的轉(zhuǎn)輪、軸、機(jī)器外殼浸在海水里,而它們都是不怕海水的,所以該系統(tǒng)的抗腐能力沒問題。% P% r; R' I/ c/ J% M' y
3、成本低廉:該系統(tǒng),沒有龐大的混凝土室,沒有昂貴的不銹鋼,沒有勞民傷財(cái)?shù)耐聊竟こ?。該系統(tǒng)的主要部件包括:一個(gè)作為平臺(tái)的水泥板及錨、一個(gè)展開易彎面用的框架、多個(gè)浮板+尼龍繩+轉(zhuǎn)輪+棘輪+軸向柱塞泵的單元、一套液壓管路+蓄能器+油缸+發(fā)電機(jī)。
1 N9 \6 x2 u( m' b+ P3 F, ]4、該系統(tǒng)適應(yīng)波形能力強(qiáng)、波浪能吸收轉(zhuǎn)換效率高/ b4 d6 t% J4 w K
1)浮體、繩與轉(zhuǎn)輪的組合,非常靈活,適應(yīng)各種波形,盡管這種組合僅能吸收波浪在一個(gè)方向上的推力,但這可以通過增加繩、輪組合來彌補(bǔ),繩可以與易彎面成各種角度由于適應(yīng)各種波浪,其作業(yè)時(shí)間也增長。
8 z, X8 k) Z; |' h, m3 a2)易彎面呈整個(gè)面,與波浪接觸,提高了波浪能的接觸受力面積。易彎面連續(xù)、不漏水,這在很大程度上避免了波浪繞走帶來的能量流失。易彎面可以隨波起伏,其易彎特性使它能夠適應(yīng)各種波形。 [( |' Q# ^' h( C$ t4 E. m
5、可以離岸到深海作業(yè):因?yàn)樗嗷宓鬃鶓业跤谒?,這樣就擺脫了對(duì)陸地的依賴。拖船可以拖著一整排該發(fā)電系統(tǒng)到處走,由此可以移動(dòng)作業(yè)。8 D$ C7 ` b, L. T* J) E+ G
( q$ @: `3 N. p6 K/ e6 l9 V
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