【對(duì)國(guó)內(nèi)外海浪發(fā)電的一點(diǎn)看法】一個(gè)全新的理念 ——【點(diǎn)浮式制約】—— 一,、海浪發(fā)電的現(xiàn)狀：目前，國(guó)內(nèi)外海浪發(fā)電的研究成果幾千項(xiàng)，但發(fā)電成本依然很高,，距離商業(yè)市場(chǎng)還很遠(yuǎn)！海浪發(fā)電似乎進(jìn)入一個(gè)止步不前的困境,，這就引入了我們的思考,！ 因此這就引出了一個(gè)【點(diǎn)浮式制約】的理論，指出了問題所在,。 1,、奇怪現(xiàn)象：觀察國(guó)內(nèi)外海浪發(fā)電眾多機(jī)組的設(shè)計(jì)，一般在造浪池,、水槽演示或小機(jī)組海試時(shí),，試驗(yàn)結(jié)果似乎較理想，但進(jìn)入產(chǎn)品開發(fā)實(shí)驗(yàn)階段,，海試結(jié)果幾乎都不太理想,！ 2、困惑：還有一個(gè)普遍現(xiàn)象,，就是當(dāng)海浪發(fā)電機(jī)小試成功后,，想采用加大“拾能體”（如浮體、鴨頭等）來增加發(fā)電功率,，達(dá)到降低發(fā)電成本的目的,，但結(jié)果往往是：投入激增，發(fā)電功率卻增加的很少,，難以實(shí)現(xiàn)【大功率,、低成本】發(fā)電的目的。這又為什么呢,？ 3,、探討：縱觀這么多海浪發(fā)電技術(shù)案例似乎發(fā)現(xiàn)一個(gè)規(guī)律——就是拾能體的“大小、投入”和“發(fā)電功率,、效率”之間似乎不成正比,？ 二、新理論：【點(diǎn)浮式制約】是一種無法回避的自然規(guī)律,。 file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps18CF.tmp.jpg1,、圖示說明：下圖顯示file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps18FF.tmp.jpg了一個(gè)置于海上的拾能浮體在海浪中受到【點(diǎn)浮式制約】的現(xiàn)象,。 請(qǐng)看，左邊海浪是向上作用,，而右邊海浪在向下作用,，方向相反！很明顯會(huì)互相抵消,，抵消后的合力才是真正的【拾能】做功的力,。 2、制約：簡(jiǎn)單地講,，就是一個(gè)拾能體（浮體,、鴨頭、葉片等等）在海浪中有時(shí)會(huì)同時(shí)受到海浪的上和下的作用,，而相互抵消,，我們就叫做【制約】，其發(fā)生的幾率和拾能體的大小成正比,，也就是說：拾能體越大,，制約（抵消）的幾率越多，拾能就少,！這就不難解釋目前國(guó)內(nèi)外海浪發(fā)電技術(shù)的困境了,。 3、不可避免：由于海洋存在風(fēng)源的遠(yuǎn)近,、多少無規(guī)律,，那么形成海浪的參數(shù)、形狀和大小也就無規(guī)律可言,，海浪發(fā)電的拾能體也就無法預(yù)先計(jì)算或避免【點(diǎn)浮式制約】——這就是大自然的規(guī)律,。 4、探討：從以上的分析可以說明【點(diǎn)浮式制約】現(xiàn)象不可避免,，那么減小拾能體就是減少【制約】的唯一方法,！ 三、相關(guān)概念：下面對(duì)涉及點(diǎn)浮式制約現(xiàn)象的概念加以介紹,。 1,、海浪是波能：海浪不會(huì)自己產(chǎn)生，是風(fēng)能的產(chǎn)物,，海浪是波能而不是動(dòng)能,，其具有波的一切物理特性。 2,、海浪的分類：共分離岸和近岸兩種性質(zhì)截然不同,、甚至是相反的海浪，近岸海浪是離岸海浪演變的產(chǎn)物。 2.1,、離岸海浪：離岸海浪叫涌浪,，是以【波能】形式存在，不考慮海流和風(fēng)的影響,，海水分子在原地做近似圓周運(yùn)動(dòng)，不會(huì)流動(dòng),，離岸海浪是按波的物理特性進(jìn)行傳導(dǎo),。 2.2、近岸海浪：近岸海浪是變形了的“海浪”,。 由于近岸海域海底具有坡度和復(fù)雜的地貌,，深海涌浪傳來后，被分解為水平和上下兩種海水運(yùn)動(dòng),。每個(gè)海浪的波峰形成向岸運(yùn)動(dòng)的水流,，波谷則形成后退的水流，當(dāng)相鄰前進(jìn)和后退海浪相遇時(shí),，就“合成”為夸張的一道道從不重復(fù)的“海波”（海浪）,，其大小、長(zhǎng)短和位置從不重復(fù),。 file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps1910.tmp.jpg3,、海浪的特征：如圖。 3.1,、海域：由于各個(gè)相鄰海域的大氣環(huán)流不同,，故海域環(huán)境也是復(fù)雜多變的。 3.2,、海浪的性質(zhì)：即使同一海域,，風(fēng)區(qū)的性質(zhì)和個(gè)數(shù)，產(chǎn)生或傳來的時(shí)間,、先后和遠(yuǎn)近都是不同的,，加上島嶼等物體的反射波，所以海浪的性質(zhì)是：無序,、疊加和紊亂的,，其波長(zhǎng)、波高和波速是根據(jù)海域自然環(huán)境的變化而變化,。 4,、拾能：拾能是指利用浮體、葉片等等各種物體,，在海浪波能的作用下,，轉(zhuǎn)換為自身的上下、搖擺、甚至翻滾的機(jī)械能的過程,。 5,、單一拾能體：是指獨(dú)立接觸海浪做功的拾能體，其大小和拾能效率成反比,，和拾能功率并不成正比,。 6、點(diǎn)浮式：用“單一拾能體”來轉(zhuǎn)換海浪波能進(jìn)行發(fā)電,，我們稱之為“點(diǎn)浮式”的設(shè)計(jì),。 四、【點(diǎn)浮式制約】產(chǎn)生的機(jī)理： 1,、受力分析：在海浪中拾能體共受到三種作用形式,。如圖示 file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps1920.tmp.jpg1.1、向上：圖示左側(cè)的小浮體接觸的海浪全部處于向上運(yùn)行,，所以浮體受力是單純向上的作用,。 1.2、向下：圖示右側(cè)小浮體所受到的是單純向下的作用力,。 1.3,、制約受力：如圖中示，在海浪中較大浮體的左右兩側(cè)會(huì)同時(shí)受到向上和向下海浪的作用,，部分或全部相抵消,，這時(shí)大浮體受到的合力就明顯變小，甚至為零,，這現(xiàn)象就體現(xiàn)出拾能體受力的“制約”——相抵消的現(xiàn)象,！ 2、被忽視的現(xiàn)象：由于海浪的復(fù)雜和無序性,，一個(gè)拾能體在海浪中,，必然存在“同時(shí)”遇到海浪上或下的作用而相互抵消的現(xiàn)象。其抵消后“合力”的做功往往就和設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)室得出的數(shù)據(jù)明顯不同,，在眾多海浪發(fā)電的試驗(yàn)中,，似乎形成了一個(gè)普遍的現(xiàn)象，并且被海域環(huán)境的不可測(cè)性所掩蓋而被忽視——這就是【點(diǎn)浮式制約】現(xiàn)象,，這現(xiàn)象是目前國(guó)內(nèi)外海浪發(fā)電技術(shù)所處“困境”主要原因之一,。 3、自然規(guī)律：有人問【點(diǎn)浮式制約】現(xiàn)象能避免嗎,？回答：不能,，這是自然規(guī)律，不可違背,。分析如下： file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps1921.tmp.jpg3.1,、必然性：如圖可以看出,，單一拾能體在海浪中必然存在同時(shí)受到向上和向下作用相抵消的【幾率】。這個(gè)幾率和拾能體的大小成正比,，和波長(zhǎng)成反比,。所以，我們認(rèn)為【點(diǎn)浮式制約】現(xiàn)象是不以人們的意志為轉(zhuǎn)移的自然規(guī)律,！ file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps1932.tmp.jpg3.2,、拾能體優(yōu)選：從圖中還可以看出即使選擇了年平均波長(zhǎng)較合適的海域，【制約】現(xiàn)象必然存在,，為了優(yōu)化設(shè)計(jì),，拾能體的取值也不易大于波長(zhǎng)的1/3，而且越小越好,。 3.3、結(jié)論：用簡(jiǎn)單增加一個(gè)拾能體的長(zhǎng)度,、面積或體積的設(shè)計(jì)來提高拾能效率和功率的方案是不可行的,！不但提高不了拾能效率和功率，還極大地增加了造價(jià)和發(fā)電成本,！這就是國(guó)內(nèi)外眾多海浪發(fā)電設(shè)計(jì)失敗的根本原因,！ 4、必然性和規(guī)律： 4.1,、必然性：由于海浪是波能,，具有無序、疊加和紊亂的特征,，就導(dǎo)致了海浪發(fā)電中的拾能體不管大小,，必然會(huì)產(chǎn)生“點(diǎn)浮式制約”。 4.2,、規(guī)律：在海浪中拾能體受到“點(diǎn)浮式制約”的規(guī)律——拾能體的直徑或長(zhǎng)度和【制約】成正比,；和拾能大小、效率成反比,。 因此就出現(xiàn)了矛盾的現(xiàn)象：若海浪發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)的機(jī)型小,，受點(diǎn)浮式的制約就少，發(fā)電功率也小,，雖拾能效率較高,，但發(fā)電成本也高；若海浪發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)的機(jī)型大,，由于受【制約】較大,，拾能效率就降低，發(fā)電功率雖增加,，但不多,，發(fā)電成本卻奇高,。 也就是說：依靠簡(jiǎn)單的增加拾能體的體積或長(zhǎng)度，雖然大大增加了機(jī)組的制造成本投入,，也增加了拾能體接觸海浪的機(jī)會(huì),，但是拾能效率卻低了，無法達(dá)到【提高發(fā)電功率降低成本】的目的,，這就是目前的普遍的【困境】,！似乎無解！ 4.3,、【點(diǎn)浮式制約】理論：通過長(zhǎng)期研究國(guó)內(nèi)外大量海浪發(fā)電的技術(shù),，發(fā)現(xiàn)均跳不出“發(fā)電功率小、成本高”的怪圈,，至今尚沒有可行的能夠進(jìn)入商業(yè)市場(chǎng)的案例,，【點(diǎn)浮式制約】理論的產(chǎn)生，比較完美的解釋了這個(gè)現(xiàn)象,。所以規(guī)避【點(diǎn)浮式制約】是今后海浪發(fā)電設(shè)計(jì)首要考慮的因素之一,。 五、海浪發(fā)電設(shè)計(jì)：海浪發(fā)電的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮如下因素,，優(yōu)化取值,，加以平衡設(shè)計(jì)。（僅供參考） 1,、單一拾能體：單一拾能體設(shè)計(jì)要盡量小,，當(dāng)然拾能功率也小。 2,、拾能體個(gè)數(shù)：一個(gè)機(jī)組的拾能體應(yīng)盡量多地由較小的單一拾能體構(gòu)成,，實(shí)現(xiàn)整體高效、大功率拾能,。 3,、拾能體優(yōu)化：從上面圖中還可以看出，即使選擇了年平均波長(zhǎng)較合適的海域,，拾能體的設(shè)計(jì)也不易大于平均波長(zhǎng)的1/3,。 4、集約化布局：由于海浪是波能,，用集約式布陣大量機(jī)組的方案來來增加總發(fā)電量也是不可取的,，除非單機(jī)的間距較大，才有利于波能的補(bǔ)充,，在此不詳述,。 六、設(shè)計(jì)舉例：可變翼海浪波能發(fā)電機(jī)比較好地平衡了各種設(shè)計(jì)因素,，實(shí)現(xiàn)單機(jī)高效,、大功率,、低成本發(fā)電。如下： 1,、單一拾能體：本設(shè)計(jì)采用眾多相互獨(dú)立的1*0.8米左右小的可變翼導(dǎo)葉,，在圓周密集排列，盡量減少【點(diǎn)浮式制約】的影響,。 2,、拾能體個(gè)數(shù)：一個(gè)機(jī)組巨大葉輪是由眾多小的“單一拾能體—導(dǎo)葉”構(gòu)成，雖然每個(gè)導(dǎo)葉可以高效拾能,，但功率小,，眾多導(dǎo)葉就組成了大功率的高效拾能。 3,、海區(qū)適應(yīng)性：本技術(shù)應(yīng)用于離岸海域,，對(duì)波長(zhǎng)、波速等其它參數(shù)無要求,，只要浪高能夠打開單一拾能體（導(dǎo)葉）的可變角度,，就可以各自獨(dú)立在海浪中拾能，共同產(chǎn)生葉輪的巨大轉(zhuǎn)矩,。 4、制約的突波：本技術(shù)利用眾多單一拾能體——幾百個(gè)1*0.9米可上下改變角度的小導(dǎo)葉組成環(huán)裝巨大的葉輪拾能,，每個(gè)單一拾能體都各自獨(dú)立的將上下復(fù)雜無序的海浪波能高效率地轉(zhuǎn)變?yōu)橥粋�(gè)主軸的轉(zhuǎn)矩,，最大限度地減少【點(diǎn)浮式制約】。（待30米樣機(jī)海試驗(yàn)證） 5,、同比優(yōu)勢(shì)： 5.1,、小機(jī)型同比：由于各種海浪發(fā)電的小機(jī)型受【點(diǎn)浮式制約】的影響較小，相對(duì)拾能效率都較高,，所以同比“可變翼海浪波能發(fā)電機(jī)”設(shè)計(jì)來說優(yōu)勢(shì)不很突出,。 5.2、優(yōu)化設(shè)計(jì)同比：大型可變翼海浪波能發(fā)電機(jī)和其他機(jī)型設(shè)計(jì)同比最大區(qū)別是——突破了【點(diǎn)浮式制約】,，可以集很多單一拾能體于一身,；可以大面積高效率拾能；可以發(fā)出大功率低成本的電能,，屬國(guó)內(nèi)外技術(shù)首創(chuàng),！ 編后語： 本文闡述了【點(diǎn)浮式制約】是大自然的規(guī)律，是目前國(guó)內(nèi)外海浪發(fā)電技術(shù)處于“低潮”的根本原因,。分析了用增加一個(gè)拾能體的長(zhǎng)度,、面積或體積來增加海浪發(fā)電的拾能功率的方案不但降低了拾能效率，還極大地增加了發(fā)電成本,。 本文用【可變翼海浪發(fā)電機(jī)】實(shí)例說明了一個(gè)不違背【點(diǎn)浮式制約】自然規(guī)律的技術(shù)方案,，以達(dá)到“拋磚引玉”的目的,。 -完-
( J8 I/ z9 N v- Z* F; j9 P | 
發(fā)表于 2018-1-17 09:46:43
QQ好友和群
收藏
淘帖
問題專業(yè),，描述清楚
伸手黨/灌水/看不懂
樓主
