固定式海浪發電機

 

固定式海浪發電機的市場與未來的展望

固定式海浪發電機概述

發明專利說明書

 

固定式海浪發電機的市場與未來的展望

經聯合國資料統計火力發電占世界電力之62 %以上(37 %天然氣16 %石油9 %)

這些火力發電將是未來海浪發電機要取代之設備,總計容量有數十億KW,再加上先進國家和開發中國家每年用電之自然成長率以4 %計更有數億KW之新生發電設備之需求,是故往後此市場規模每年超過數千億美元。

固定式海浪發電機規劃設計之量產機組長為25 M6 M 總重量約90公噸,可於浪高1.23 M時,單機輸出功率為880 KW2200 KW,效率遠勝於目前之風能與太陽能發電機,且每度電之成本約為風能發電的三分之一而已。

火力發電之燃料,主要來自煤炭、石油、天然氣三種。以煤炭為燃料,因京都議定書之約定世界各國對二氧化碳之排放限定日趨嚴格,此是未來燃煤機組之致命傷。

以石油與天然氣為燃料之電廠,因儲量日減與價格之飆漲,在二十一世紀亦是確定沒落之產業。風力發電效率低,太陽能目前限於技術未能突破,僅能提供微()電力,無法滿足人類日常生活與工業供電所需。

因此,固定式海浪發電機之研發與推展,將是二十一世紀產業的主流之一,亦是電力供應的明日之星。 

台灣電力公司火力發電占73%(2005)

美國總發電量火力發電占70%(2003)

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固定式海浪發電機概述 ◎

元件

  1. 浮筒:在浮筒的正中央直入一支空心圓管或於兩端各植入一根,且穿透浮筒至另一側。
    空心圓管與浮筒接觸點完全密合固定,並於圓管內上下端各植入線性軸承,以便安裝固定於海床上之上下滑動軸。

  2. 動力傳遞齒排:質地鋼硬之U型長條狀,於內壁不對稱之兩側各固定,所需長度之齒排。一側之齒排傳遞向上之浮力,另一側之齒排傳遞向下之重力。

  3. 動力輸出齒輪軸:將兩只單向齒輪裝於同一軸心上,分別傳遞兩側齒排之浮力或重力。
    當一方向受力時,驅動軸心旋轉輸動力,相對反方向受力時,僅齒輪空轉軸心並未受力。

結構

  1. 將動力傳遞齒排垂直固定於浮筒兩端或中央外側。

  2. 在海床上植入至少2根固定樁,做為浮筒上下滑動軸或軌道。

  3. 在固定於浮筒兩側之齒排開口側正前方,各打樁固定於海床上。
    在此樁上架設平台,將動力輸出齒輪軸,以軸承座固定於平台上,動力輸出軸上之兩單向齒輪與固定於浮筒上之
    U型齒排咬合。

工作原理

  1. 當海浪來時,浮筒會隨著波的高度升高,固定於浮筒兩端之U型齒排亦隨浮筒上升。
    U型齒排之一側將往上之浮力,傳遞於其中之一只單向齒輪,並傳遞於動力輸出軸上。
    U型齒輪另一側咬合之單向齒輪,隨著齒排空轉未傳遞來自齒排任何動力或阻力於動力輸出軸上。

  2. 當海浪消失時,因浮筒本身與U型齒排之重量,會因浮力消失產生向下的重力。

  3. 此時與齒排咬合之單向齒輪,在上升時空轉的單向齒輪因受力方向改變,將動力傳遞與動力輸出軸。相對的另一只單向齒輪亦因受力方向改變而空轉,並未將阻力與動力傳遞於動力輸出軸上。
    因此,動力輸出軸會因浪波的來去產生浮力與重力,經由單齒輪傳遞固定方向旋轉。

因海浪一波與一波之間有週期性,故本設備必須縱列串連或多組橫列並聯,才能使動力持續不間斷。

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發明專利說明書

 申請案號095124866

 申請日期95/07/07

發明名稱:

固定式海浪動力發電設備

 

發明摘要:

一種固定式海浪動力發電設備,其包含一基座、一浮筒組件及至少一傳動軸組件。

該基座設有一軸桿供該浮筒組件套設。該浮筒組件設有一浮筒及至少一齒排組件,該浮筒係套設於該軸桿,且該齒排組件設有二齒排。

該傳動軸組件設有一傳動軸及二單向齒輪,該傳動軸係供該單向齒輪套設,且該單向齒輪對應嚙合於該齒排組件之齒排。藉由該浮桶之向上或向下移動,該齒排組件連動該傳動軸組件,以利該傳動軸於一固定方向進行轉動。

藉此,該固定式海浪動力發電設備確實有效收集海浪帶動該浮筒所產生之動能及位能,並傳輸至該傳動軸。

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參考圖:

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