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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(jiǎn)介：
本方案是波浪能靜水層發(fā)電項(xiàng)目。用一個(gè)浮體把整個(gè)發(fā)電裝置漂浮于海面上，利用波浪的上下浮動(dòng)，帶動(dòng)處于靜水層的水輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而發(fā)出穩(wěn)定足夠量的電來(lái)！ 本方案原理簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，制造成本比國(guó)內(nèi)外目前的成本還要低，具有很好的市場(chǎng)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(lái)能源的巨頭行業(yè)！ 本方案的優(yōu)勢(shì)是：原理簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、使用價(jià)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(chǎng)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(wú)法形成大規(guī)模的商業(yè)開(kāi)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(lái)的。 1、新模式簡(jiǎn)介 根據(jù)海洋波浪最突出的特點(diǎn)（它分為波動(dòng)層、靜水層、過(guò)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(dòng)層以勢(shì)能變化的形式存在著，另外，由于波動(dòng)層與靜水層是相對(duì)縱向運(yùn)動(dòng)的，所以如何能“站在”靜水層去收集更多波動(dòng)層中變化的勢(shì)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(gè)（成千上萬(wàn)個(gè)）發(fā)電裝置，把裝置發(fā)出的電通過(guò)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(gè)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(gè)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(guò)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(zhǎng)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(shuō)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(dòng)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(shì)能變化可通過(guò)下端的葉輪將勢(shì)能完全轉(zhuǎn)化為來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能；當(dāng)水平阻尼板隨波浪上升時(shí)，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(shí)葉輪在靜水層里快速向上移動(dòng)，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(guò)傳動(dòng)連桿傳給葉輪，葉輪快速向下移動(dòng)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(dòng)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(shì)能完全轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng)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(guò)水的阻力限制了浮體受波浪沖擊時(shí)隨意轉(zhuǎn)動(dòng)，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(shí)不隨電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。 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(guò)90%，而本作品如果做進(jìn)一步的完善，轉(zhuǎn)換效率超過(guò)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(jiàn)）。那50%代表什么？它就代表了本作品的實(shí)際建造成本就會(huì)比現(xiàn)有傳統(tǒng)的火力發(fā)電還低，而且不用對(duì)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(jiǎn)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(jiǎn)單且部件小，除電機(jī)及軸承以外，各部件都可考慮用相對(duì)便宜的材料（玻璃纖維）制成。 3、收集能量大 單個(gè)裝置設(shè)計(jì)的大小可根據(jù)海面的日常單個(gè)波浪的大小來(lái)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(wàn)個(gè)本裝置，這樣再通過(guò)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(shì)能變化完全可以通過(guò)水平阻尼板傳給葉輪并使葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)再帶動(dòng)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(shí)只需把多個(gè)裝置同時(shí)投放到大海中（在近岸波浪較大的海面上）即可，而維修時(shí)也只需把某個(gè)裝置抽出水面并拿到岸上進(jìn)行維修即可。 6、使用壽命長(zhǎng) 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(guò)軸承在水面以上連接的，所以使用壽命不會(huì)受太大影響。本裝置動(dòng)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(guó)有很長(zhǎng)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(guó)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(gè)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(shí)和實(shí)踐都有一個(gè)過(guò)程，一個(gè)逐步完善的過(guò)程，這不是向壁虛構(gòu)的主觀臆想，是通過(guò)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(guò)人類的努力，變幻莫測(cè)的大海也會(huì)向人類俯首稱臣，波浪能最終會(huì)成為人類的未來(lái)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(yáng)能等可再生資源占用土地和破壞環(huán)境的問(wèn)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(guò)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(dòng)層、靜水層、過(guò)渡層）和水的特性，設(shè)計(jì)了一個(gè)頗具想象力又簡(jiǎn)單易行、成本不高的波浪能發(fā)電裝置。利用波動(dòng)層與靜水層是相對(duì)縱向運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了“站在”靜水層去收集更多波動(dòng)層中變化的勢(shì)能能量的目的，如果在近海（波浪較大的地方）放置多個(gè)（成千上萬(wàn)個(gè)）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(gè)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(shí)它的關(guān)鍵是應(yīng)用了波動(dòng)層和靜水層，這樣就起到一個(gè)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(duì)還是較高的，而成本也是相對(duì)同類項(xiàng)目國(guó)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(kāi)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(kāi)發(fā)階段。波浪能利用在技術(shù)上并未完全成熟，還需要國(guó)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(wèn)題，而是一個(gè)方法和技巧的問(wèn)題。世界各國(guó)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(wú)法形成大規(guī)模的商業(yè)開(kāi)發(fā)，這只能說(shuō)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(dòng)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(guò)90%，而本作品如果做進(jìn)一步的完善，轉(zhuǎn)換效率超過(guò)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(jiàn)）。那50%代表什么？它就代表了本作品的實(shí)際建造成本就會(huì)比現(xiàn)有傳統(tǒng)的火力發(fā)電還低，而且不用對(duì)環(huán)境造成任何污染、不用消耗任何資源。

獲獎(jiǎng)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(gè)教授、水利協(xié)會(huì)的專家（發(fā)改委能源局的史立山副局長(zhǎng)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(huì)堂參加了中國(guó)發(fā)明家論壇。在會(huì)場(chǎng)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(guó)發(fā)明家協(xié)會(huì)轉(zhuǎn)化科主任鄒定國(guó)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(yíng)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(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

裝置的主要優(yōu)點(diǎn) 1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jiǎn)單且部件小，除電機(jī)及軸承以外，各部件都可考慮用相對(duì)便宜的材料（玻璃纖維）制成。 3、收集能量大 單個(gè)裝置設(shè)計(jì)的大小可根據(jù)海面的日常單個(gè)波浪的大小來(lái)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(wàn)個(gè)本裝置，這樣再通過(guò)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(chǎng)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(lái)滿足全球能源需求，這對(duì)整個(gè)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(lái)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(wàn)平方公里的風(fēng)電場(chǎng)來(lái)產(chǎn)生、獲取、存儲(chǔ)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(lái)的話，需要將康涅狄格州的每平方米土地都變成風(fēng)電場(chǎng)。 生物能，其能源產(chǎn)出效率很低且破壞環(huán)境。假設(shè)美國(guó)的大部分能源都由生物能提供的話，則美國(guó)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(shuō)：任何一種大規(guī)模利用生物能的行為都是對(duì)生態(tài)環(huán)境的犯罪，要知道光是用生物能驅(qū)動(dòng)一部汽車，就需要1到2公頃草場(chǎng)來(lái)提供動(dòng)力?！? 太陽(yáng)能，如果用太陽(yáng)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(chǔ)和傳輸設(shè)備所占的空間。而我國(guó)在09年5月的一項(xiàng)支持太陽(yáng)能發(fā)電項(xiàng)目,其中國(guó)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(guó)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(kāi)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(shuō)：波浪能發(fā)電只進(jìn)入示范階段，尚未進(jìn)入商業(yè)開(kāi)發(fā)階段。波浪能利用在技術(shù)上并未完全成熟，還需要國(guó)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(wú)論在國(guó)內(nèi)、國(guó)外都基本只是一個(gè)概念。 06年之后又怎樣？先看我國(guó)，中科院繼在汕尾項(xiàng)目（已停止使用）后又在珠海搞了一個(gè)合風(fēng)能、波浪能、太陽(yáng)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(guó)外則以英國(guó)某公司開(kāi)發(fā)的((海蛇)波浪發(fā)電機(jī)和美國(guó)Finavera開(kāi)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(guò)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(guò)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(wàn)元，比國(guó)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(chǎng)空間和環(huán)保意義！
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