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基本信息

項(xiàng)目名稱：
波浪能靜水層發(fā)電
小類：
能源化工
簡介：
本方案是波浪能靜水層發(fā)電項(xiàng)目。用一個浮體把整個發(fā)電裝置漂浮于海面上，利用波浪的上下浮動，帶動處于靜水層的水輪的轉(zhuǎn)動，從而發(fā)出穩(wěn)定足夠量的電來！ 本方案原理簡單，結(jié)構(gòu)簡易，制造成本比國內(nèi)外目前的成本還要低，具有很好的市場空間和現(xiàn)實(shí)環(huán)保意義。如果本方案能落實(shí)投產(chǎn)，將有可能成為未來能源的巨頭行業(yè)！ 本方案的優(yōu)勢是：原理簡單、結(jié)構(gòu)簡易、使用價值高、制造成本低、符合環(huán)保創(chuàng)新等特點(diǎn)，具有很大的市場空間和應(yīng)用前景！
詳細(xì)介紹：
波浪能發(fā)電新模式： 波浪能發(fā)電之所以無法形成大規(guī)模的商業(yè)開發(fā)，原因是存在成本高、效率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)及安裝困難。依據(jù)波浪的最基本特點(diǎn)是可以找出一種高效利用波浪能發(fā)電的新模式出來的。 1、新模式簡介 根據(jù)海洋波浪最突出的特點(diǎn)（它分為波動層、靜水層、過渡層）和水的特性，大家都知道海洋中主要的一部分能量是在波動層以勢能變化的形式存在著，另外，由于波動層與靜水層是相對縱向運(yùn)動的，所以如何能“站在”靜水層去收集更多波動層中變化的勢能能量，這將是如何利用波浪能發(fā)電的捷徑。新波浪能發(fā)電裝置的設(shè)計(jì)理念也是如此。在近海（波浪較大的地方）放置多個（成千上萬個）發(fā)電裝置，把裝置發(fā)出的電通過浮架送到岸上進(jìn)行電能質(zhì)量的處理，這樣可以收集到大面積的波浪能所產(chǎn)生的電能，這個量非常巨大而且非常穩(wěn)定。 2、裝置主要結(jié)構(gòu)介紹 為了更好地實(shí)現(xiàn)新波浪能發(fā)電模式，根據(jù)波浪和水的特性，新波浪能發(fā)電裝置可以設(shè)為如圖2的方式。圖2所顯示的是浮體上有一個垂直放置的電機(jī)，它的外殼（定子）固定在浮體上，浮體下分另和垂直隔板、水平阻尼板連為一體，有一連桿穿過浮體和水平阻尼板與電機(jī)的轉(zhuǎn)子固定連接，連桿另一端與一葉輪中心固定連接，而且葉輪可繞連桿的軸心旋轉(zhuǎn)。為了使本裝置更平衡垂直隔板應(yīng)均勻分布在浮體上，另外，連桿的長度應(yīng)滿足使葉輪深入靜水層的條件。 3、裝置的主要原理說明 為了進(jìn)一步提高本裝置電能轉(zhuǎn)化效率，如圖1所示水平阻尼板設(shè)在波動層中，由于水平阻尼板的水平截面面積遠(yuǎn)大于浮體水平截面面積，以水平阻尼板水平截面為截面的圓柱體的水的勢能變化可通過下端的葉輪將勢能完全轉(zhuǎn)化為來回轉(zhuǎn)動的動能；當(dāng)水平阻尼板隨波浪上升時，水平阻尼板下端面受到向上的力，該力將浮體、電機(jī)和水平阻尼板及其以上的水向上提升，此時葉輪在靜水層里快速向上移動，葉輪受到水的沖擊而旋轉(zhuǎn)發(fā)電；之后，水平阻尼板及其同水平截面以上的圓柱體水、浮體和電機(jī)因自重回落，水的重力壓在水平阻尼板的上端面，該重壓力和裝置自身重量通過傳動連桿傳給葉輪，葉輪快速向下移動并反方向旋轉(zhuǎn)發(fā)電，這樣大大提高了本裝置的能量轉(zhuǎn)化效率。在原理上，如果葉輪及水平阻尼板、電機(jī)、傳動連桿等部件設(shè)計(jì)比較合理，那么原則上該裝置是可以把波浪的某一部分水的勢能完全轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動的機(jī)械能的。 另外本裝置的浮體下端面固定連接有多片垂直隔板，各垂直隔板沿浮體圓周均勻分布；垂直隔板通過水的阻力限制了浮體受波浪沖擊時隨意轉(zhuǎn)動，由于發(fā)電機(jī)的外殼固定在浮體上，以使浮體在發(fā)電機(jī)受力時不隨電機(jī)轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。 將水輪機(jī)原理運(yùn)用到波浪能發(fā)電里去，到現(xiàn)在為止全世界也只有本作品，眾所周知現(xiàn)代水輪機(jī)的原理轉(zhuǎn)換效率一般都超過90%，而本作品如果做進(jìn)一步的完善，轉(zhuǎn)換效率超過50%是不難的（清華大學(xué)水機(jī)所的祝寶山教授有同樣意見）。那50%代表什么？它就代表了本作品的實(shí)際建造成本就會比現(xiàn)有傳統(tǒng)的火力發(fā)電還低，而且不用對環(huán)境造成任何污染、不用消耗任何資源。 裝置的主要優(yōu)點(diǎn) 1、結(jié)構(gòu)簡單 裝置由三部分組成，第一部分是發(fā)電機(jī)，第二部分是連成一體的浮體、水平阻尼板和垂直隔板，第三部分是固定連接的連桿和葉輪， 2、成本較低 由于結(jié)構(gòu)簡單且部件小，除電機(jī)及軸承以外，各部件都可考慮用相對便宜的材料（玻璃纖維）制成。 3、收集能量大 單個裝置設(shè)計(jì)的大小可根據(jù)海面的日常單個波浪的大小來考慮，葉輪可設(shè)計(jì)為直徑為1米或2米等（當(dāng)然要與水平阻尼板的大小以及波浪的大小相配合），以收集盡可能多的波浪能，另外，可在離岸處（不受水深的照響）投放成千上萬個本裝置，這樣再通過一些浮架把電收集到岸上進(jìn)行電能質(zhì)量的處理并送上電網(wǎng)。 4、轉(zhuǎn)換效率高 根據(jù)本裝置的原理，水的勢能變化完全可以通過水平阻尼板傳給葉輪并使葉輪轉(zhuǎn)動再帶動電機(jī)發(fā)電。所以裝置效率的高低與設(shè)計(jì)以及電機(jī)質(zhì)量密切相關(guān)。 5、安裝及維修方便 由于本裝置實(shí)際使用時只需把多個裝置同時投放到大海中（在近岸波浪較大的海面上）即可，而維修時也只需把某個裝置抽出水面并拿到岸上進(jìn)行維修即可。 6、使用壽命長 由于本裝置的三部分都是在水面上連接的，其中第一部分與第三部分是在水面上固定相連的，第二部分與第三部也是通過軸承在水面以上連接的，所以使用壽命不會受太大影響。本裝置動力設(shè)備設(shè)在海平面以下，發(fā)電設(shè)備浮于海平面以上， 結(jié)論 我國有很長的海岸線，海洋面積也很大，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)都集中在沿海，如果能高效且適當(dāng)利用波浪能，這將使我國的能源結(jié)構(gòu)及能源分布發(fā)生重大改變。這才是我們的希望。 該波浪能發(fā)電方法只是一個初步的構(gòu)想，真正要實(shí)現(xiàn)造福人類可能還要做很多的工作，因?yàn)樗姓J(rèn)識和實(shí)踐都有一個過程，一個逐步完善的過程，這不是向壁虛構(gòu)的主觀臆想，是通過一系列的模型試驗(yàn)得出的結(jié)論，當(dāng)然，大海是神秘的，也有很多不為人知的變數(shù)，但是，通過人類的努力，變幻莫測的大海也會向人類俯首稱臣，波浪能最終會成為人類的未來的必然選擇。

作品圖片

  • 波浪能靜水層發(fā)電
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作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

地球的不可再生資源日益枯竭，風(fēng)電、生物能、太陽能等可再生資源占用土地和破壞環(huán)境的問題不斷凸顯，在全球能源供給日趨緊張的大背景下，我們搜索的目光只能投向遼闊的海洋。本案試圖通過改變?nèi)藗兊墓潭ㄋ季S模式，在波浪能發(fā)電的技巧與方法上另辟蹊徑。根據(jù)海洋波浪最突出的特點(diǎn)（它分為波動層、靜水層、過渡層）和水的特性，設(shè)計(jì)了一個頗具想象力又簡單易行、成本不高的波浪能發(fā)電裝置。利用波動層與靜水層是相對縱向運(yùn)動的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了“站在”靜水層去收集更多波動層中變化的勢能能量的目的，如果在近海（波浪較大的地方）放置多個（成千上萬個）該發(fā)電裝置，這樣可以收集到大面積的波浪能所產(chǎn)生的電能，這個量是非常巨大而且是非常穩(wěn)定。 本技術(shù)關(guān)健首先是在原理上是否可行，同時它的關(guān)鍵是應(yīng)用了波動層和靜水層，這樣就起到一個穩(wěn)定發(fā)電，且效率較高的作用！而它的主要技術(shù)指標(biāo)就是該原理的實(shí)際轉(zhuǎn)換效率的高低，因?yàn)樾实母叩椭苯佑绊憣?shí)施的成本。而我們目前所掌握的資料和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以顯示，我們的轉(zhuǎn)換效率相對還是較高的，而成本也是相對同類項(xiàng)目國內(nèi)外的情況都是較低的，所以潛力和可操行都是相當(dāng)?shù)拇蟆?

科學(xué)性、先進(jìn)性

世界波浪能發(fā)電還未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的商業(yè)開發(fā),其主要原因是現(xiàn)有的波浪能發(fā)電存在很多不足。中科院文章稱：波浪能發(fā)電只進(jìn)入示范階段，尚未進(jìn)入商業(yè)開發(fā)階段。波浪能利用在技術(shù)上并未完全成熟，還需要國家進(jìn)一步的支持。 他們認(rèn)為波浪的利用在技術(shù)上還未成熟，但根據(jù)分析這并不是技術(shù)問題，而是一個方法和技巧的問題。世界各國已在現(xiàn)有方法上使用了大量的先進(jìn)技術(shù)，也投入了大量的資金，最終還是無法形成大規(guī)模的商業(yè)開發(fā)，這只能說明這些方法可能存在一定的缺陷。 如何把波浪能有效地轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動的機(jī)械能，各種各樣的波浪能發(fā)電方法不同之處主要也在這里。 將水輪機(jī)原理運(yùn)用到波浪能發(fā)電里去，到現(xiàn)在為止全世界也只有本作品，眾所周知現(xiàn)代水輪機(jī)的原理轉(zhuǎn)換效率一般都超過90%，而本作品如果做進(jìn)一步的完善，轉(zhuǎn)換效率超過50%是不難的（清華大學(xué)水機(jī)所的祝寶山教授有同樣意見）。那50%代表什么？它就代表了本作品的實(shí)際建造成本就會比現(xiàn)有傳統(tǒng)的火力發(fā)電還低，而且不用對環(huán)境造成任何污染、不用消耗任何資源。

獲獎情況及鑒定結(jié)果

本作品的原理曾與清華大學(xué)水機(jī)所的多個教授、水利協(xié)會的專家（發(fā)改委能源局的史立山副局長推薦）等進(jìn)行交流，得到各方在原理上的認(rèn)同。5月29日成功亮燈試驗(yàn)。 本作品比較新穎，只是在09年4月21在大會堂參加了中國發(fā)明家論壇。在會場上向同行及一些專家學(xué)者展示了我們的原理和模型，得到了同行和專家的認(rèn)同，特別是清華大學(xué)教授兼中國發(fā)明家協(xié)會轉(zhuǎn)化科主任鄒定國教授的認(rèn)同！

作品所處階段

原理上證明可行，實(shí)驗(yàn)也已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定亮燈，目前處于進(jìn)一步生產(chǎn)且推向投產(chǎn)階段！

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

免費(fèi)將60%的經(jīng)營權(quán)出讓，實(shí)行技術(shù)入股的方式。具體的轉(zhuǎn)讓方式，可以進(jìn)一步磋商！

作品可展示的形式

圖片、視頻、模型、樣機(jī)、實(shí)驗(yàn)資料及視頻展示！

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測

裝置的主要優(yōu)點(diǎn) 1、結(jié)構(gòu)簡單 裝置由三部分組成，第一部分是發(fā)電機(jī)，第二部分是連成一體的浮體、水平阻力板和垂直隔板，第三部分是固定連接的連桿和葉輪， 2、成本較低 由于結(jié)構(gòu)簡單且部件小，除電機(jī)及軸承以外，各部件都可考慮用相對便宜的材料（玻璃纖維）制成。 3、收集能量大 單個裝置設(shè)計(jì)的大小可根據(jù)海面的日常單個波浪的大小來考慮，葉輪可設(shè)計(jì)為直徑為1米或2米等（當(dāng)然要與水平阻力板的大小以及波浪的大小相配合），以收集盡可能多的波浪能，另外，可在離岸處（不受水深的照響）投放成千上萬個本裝置，這樣再通過一些浮架把電收集到岸上進(jìn)行電能質(zhì)量的處理并送上電網(wǎng)。 4.符合環(huán)保及節(jié)能等特點(diǎn)，具有很大的發(fā)展前景和市場空間。

同類課題研究水平概述

陸地可再生能源：影響生態(tài)環(huán)境 權(quán)威調(diào)查顯示，如果在大陸發(fā)展太多的風(fēng)電、水電、生物能來滿足全球能源需求，這對整個生態(tài)環(huán)境的破壞將是致命的。 風(fēng)力發(fā)電，要從風(fēng)能中獲得一座核電站1000兆瓦電力，需要770平方公里的風(fēng)力區(qū)域。如果使用風(fēng)力發(fā)電來滿足2005年全美所需的電力，即使風(fēng)車可以全天候高速旋轉(zhuǎn)的話，也需要78萬平方公里的風(fēng)電場來產(chǎn)生、獲取、存儲并傳輸。要是用風(fēng)力發(fā)電使紐約所有的電器設(shè)備都運(yùn)轉(zhuǎn)起來的話，需要將康涅狄格州的每平方米土地都變成風(fēng)電場。 生物能，其能源產(chǎn)出效率很低且破壞環(huán)境。假設(shè)美國的大部分能源都由生物能提供的話，則美國廣大的土地上都得種上植物并每年收割，即使是獲得一座核電站所提供的電力的話，也需要大約2500平方公里的土地。所以說：任何一種大規(guī)模利用生物能的行為都是對生態(tài)環(huán)境的犯罪，要知道光是用生物能驅(qū)動一部汽車，就需要1到2公頃草場來提供動力。　 太陽能，如果用太陽能產(chǎn)生1000兆瓦的電力需要將150平方公里的土地都裝上光電池， 這還不包括存儲和傳輸設(shè)備所占的空間。而我國在09年5月的一項(xiàng)支持太陽能發(fā)電項(xiàng)目,其中國家補(bǔ)貼就達(dá)20元/瓦,不包企業(yè)投入部分其成本已是傳統(tǒng)火力發(fā)電的4倍了. 單單這些就可以證明為什么我國的五大發(fā)電集團(tuán)不愿放棄傳統(tǒng)火力發(fā)電項(xiàng)目的原因了! 波浪能發(fā)電, 世界波浪能發(fā)電還未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的商業(yè)開發(fā),其主要原因是現(xiàn)有的波浪能發(fā)電存在很多不足。中科院的文章如下說：波浪能發(fā)電只進(jìn)入示范階段，尚未進(jìn)入商業(yè)開發(fā)階段。波浪能利用在技術(shù)上并未完全成熟，還需要國家進(jìn)一步的支持。這就足以證明06年前這一領(lǐng)域在產(chǎn)業(yè)化方面無論在國內(nèi)、國外都基本只是一個概念。 06年之后又怎樣？先看我國，中科院繼在汕尾項(xiàng)目（已停止使用）后又在珠海搞了一個合風(fēng)能、波浪能、太陽能于一體的項(xiàng)目，但容量也只在20KW以內(nèi)，只能起到一點(diǎn)宣傳作用。而在國外則以英國某公司開發(fā)的((海蛇)波浪發(fā)電機(jī)和美國Finavera開發(fā)的波浪能發(fā)電機(jī)最為先進(jìn)，也聲稱很快能進(jìn)入大型商業(yè)運(yùn)作，但他們都是在投入過億美金的前題下有一點(diǎn)效果那不足為奇，但要進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)作，那么可能在原理上不一定是比較理想的，相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，這兩種方式的建造成本都超過1000美元/KW，這遠(yuǎn)比火力發(fā)電的還高！ 本方案的制造成本不到2萬元，比國內(nèi)外的成本都要低，且接近火力發(fā)電的成本，具有很好的市場空間和環(huán)保意義！
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