海浪发电系统.ppt

海浪发电系统 小组成员： 指导教师：姜世平,机械设计学项目汇报,目录,研究背景,二十一世纪将是海洋经济时代，浩瀚无垠的海洋是生命起源的摇篮，是资源与能源的宝库，也是人类实现可持续发展的基地。为了合理有序的利用海洋资源，各国相继开始研究海洋能。海洋能的表现形式多种多样，通常包括：潮汐能、波浪能、海洋温差能、海洋盐差能和海流能等。 海浪能是一种在风的作用下产生的，并以位能和动能的形式由短周期波储存的机械能。波浪能在经历了十多年的示范应用过程后，正稳步向商业化应用发展。目前，各国都在致力于海浪发电系统的研究。,已有文献资料及分析,方案一： 浮标式波浪发电 放置在海面上的浮标由于波浪的作用而上下浮动，中央管道中的水位却维持不变，于是随着浮标的上下浮动，空气活塞室中的空气反复地经历压缩和膨胀过程，从而驱动空气涡轮机运转并带动发电机发电。这种浮标式波浪发电装置已广泛用于航标和灯塔的照明。,注：来自兵工学报,已有文献资料及分析,方案二： 浮筒式海浪发电 平台被打入海底的支柱擎出海面到最大台风时海浪打不着的高度，在相邻两轴承座间架着的传动轴中间串着两个大刚度超越离合器，两者自锁方向相反。当浮筒上升时推动两个齿条沿轨道向上运动，使两个齿轮转动，其中一个超越离合器自锁使传动轴正传而另一个离合器超越。浮筒下落时原超越离合器自锁使传动轴仍为正转，原自锁离合器超越。齿条下为涡轮减速器，涡轮轴的传动副与浮筒相连。在蜗杆传动时，浮筒可在浪面上转动。,注：来自太阳能学报,已有文献资料及分析,方案三： 浮标式海浪发电 海浪发电浮标主要由圆柱形浮体与透平发电机组成。浮体的中央有一底部敞开的中心管。在海浪的作用下，浮体产生振荡运动，由于浮体与中心管内水柱的相对运动，使中心管上部气室的空气不断受到压缩和膨胀，管内空气流经喷嘴，驱动透平带动发电机产生电能。,注：来自海洋工程,功能分析,海浪能是一种在风的作用下产生的，并以位能和动能的形式由短周期波储存的机械能。海浪发电系统即是将这种机械能转化为电能的装置 用“黑箱” 描述海浪发电系统的功能将波浪能电能,噪声、发热,能量损失,输入,输出,功能原理设计,针对海浪发电系统所要实现功能，我们采用智力激励法中的智爆法积极提出方案。方案中应用了如下物理效应,总体方案设计及评估,一、磁效应,1.方案示意图 图中圆柱杆的内部结构如图，杆内有磁场，当海浪打在浮子上时，小圆柱体上下振动切割磁感线，将产生电流将其振动能转化为电能。浮子本身的固有频率与海浪相差不多，产生共振，共振出振幅会增大。,总体方案设计及评估,2.方案评估,总体方案设计及评估,二、流体效应,1.方案示意图 海浪推动活塞上下往返运动，向下运动完成吸油过程,向上运动压油驱动液压马达旋转,液压马达与发电机串联,带动发电机发电。 海浪汹涌时活塞运动加快,产生的多余压力能由蓄能器储存,在海浪平缓时释放出来,补充压力能的不足,使海浪发电机工作避免气候变化的影响。,总体方案设计及评估,2.方案评估,总体方案设计,利用海浪推动球壳运动。球壳运动与内部重物速度并不一致，从而重物发生摆动，然后利用超越离合器、增速装置将重物的摆动转化为单一方向转动传递给发电机发电。因为摆动时转矩较大，利用图式结构对力进行分流。 发电装置密封于球壳之间，抗腐蚀能力高，对外界破坏有较强抵抗力，若遇台风，可增加水舱注水量，使球壳下沉至水面下，避免被破坏。,三、机械效应,1.方案示意图： 方案一,总体方案设计及评估,2.方案评估,总体方案设计及评估,三、机械效应,海浪使浮子摆动，通过离合器使浮子的摆动转换成齿轮的转动，通过锥齿轮使传动方向改变，然后转化成电机的电能。此装置能实现不同方向机械能的转化。,1.方案示意图：,方案二,总体方案设计及评估,2.方案评估,最终方案拟定分析,综合技术评价、经济评价、社会评价，我们拟定应用机械效应原理中的方案二。,最终方案拟定分析,1.功能：波浪能 电能 2.功能分解：如下图,最终方案拟定分析,3.方案分析：该方案的传动机构为机械传动系统，应用功能相同的任务分配：当功率增加到某一极限值以后，可以将该功率分给几个相同的功能载体（锥齿轮），其能量传递方式实现功率的汇流传动。,总结与感言,在本次机械设计学讨论课过程中，我们学到了一些除知识应用以外的其他东西,同时还领略到了别人在处理专业技能问题时显示出的优秀品质,更深切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制,最重要的还是自己对一些问题的看法产生了良性的变化。很多时候问题的出现所期待我们的是一种解决问题的心态,而不是看我们过去的能力到底有多强,那是一种态度的端正和目的的明确,只有这样把自己身置于具体的问题之中,我们才能更好的解决问题. 在这种相互协调合作的过程中,口角的斗争在所难免,关键是我们如何的处理遇到的分歧,而不是一味的计较和埋怨。这不仅仅是在类似于这样的协调当中,生活