【點(diǎn)浮式制約】理論是不是填補(bǔ)了海浪發(fā)電技術(shù)國(guó)內(nèi)外理論空白，可以避免再盲目地實(shí)驗(yàn)。

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【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(wèn)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(lái)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(wú)法回避的自然規(guī)律。

file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps18CF.tmp.jpg1、圖示說(shuō)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(shuō)：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(wú)規(guī)律，那么形成海浪的參數(shù)、形狀和大小也就無(wú)規(guī)律可言，海浪發(fā)電的拾能體也就無(wú)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(shuō)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(lái)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(lái)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(wú)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(guò)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(lái)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(wú)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(wèn)【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(lái)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(wú)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(shuō)：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(wú)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(wú)解！

4.3、【點(diǎn)浮式制約】理論：通過(guò)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(méi)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(lái)來(lái)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(wú)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(wú)序的海浪波能高效率地轉(zhuǎn)變?yōu)橥�一個(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(lái)說(shuō)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(yǔ)：

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(lái)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(shuō)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-

swf1945qd

大家好：
從我國(guó)近年來(lái)海浪發(fā)電技術(shù)的設(shè)計(jì)、開發(fā)和國(guó)家立項(xiàng)已經(jīng)花費(fèi)了大量時(shí)間、１０幾億的資金，國(guó)外更加多多，結(jié)果不理想。
大家知道，得到英國(guó)２０００萬(wàn)英鎊大獎(jiǎng)的【海蛇】、我國(guó)花費(fèi)２０００萬(wàn)人民幣設(shè)計(jì)的【海龍】也都不理想，距離商業(yè)市場(chǎng)很遠(yuǎn)，為什么呢？
- B" w& C8 {  B其原因就是違背了【點(diǎn)浮式制約】這個(gè)自然規(guī)律，簡(jiǎn)單地講就是：海浪發(fā)電的單個(gè)采能體越大采能效率越低！發(fā)電成本越高！

universal

不應(yīng)只關(guān)注效率，還要考慮到生存能力，可靠性，維護(hù)難度，生態(tài)影響等，海洋發(fā)電并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的課題。

swf1945qd

同意。
所屬是海浪發(fā)電設(shè)計(jì)一定要考慮的，但是想想國(guó)內(nèi)外的已經(jīng)實(shí)施的技術(shù)，包括海蛇，國(guó)內(nèi)的海龍．．．．．。等等，是不是距離還發(fā)電的商業(yè)市場(chǎng)很遠(yuǎn)而失敗！

swf1945qd

究其原因就是違反了【點(diǎn)浮式制約】這個(gè)自然規(guī)律，就好象“哭了半天不知道誰(shuí)死了”一樣，盡管帶足了貢品、哭聲震天也等于零。（可能比喻粗俗了一些，道理一樣。）
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swf1945qd

所述：【不應(yīng)只關(guān)注效率，還要考慮到生存能力，可靠性，維護(hù)難度，生態(tài)影響等】沒(méi)有錯(cuò)，但應(yīng)是在滿足或克服【點(diǎn)浮是制約】之后的構(gòu)思和設(shè)計(jì)中考慮的問(wèn)題，一個(gè)都不能少。
% _0 E- c* J! A0 |& a$ D1 R請(qǐng)看我的“可變翼海浪發(fā)電機(jī)”技術(shù)，就是滿足或克服了【點(diǎn)浮式制約】后，進(jìn)行的設(shè)計(jì)，可以將大面積海浪能進(jìn)行轉(zhuǎn)換為大功率的電能。

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再解釋一下——海浪發(fā)電設(shè)計(jì)過(guò)程如下：第一步是要看您的設(shè)計(jì)構(gòu)思是否不違背【點(diǎn)浮式制約】這個(gè)自然規(guī)律！只有滿足【點(diǎn)浮式制約】的要求，才可以進(jìn)行第二部設(shè)計(jì)。當(dāng)然設(shè)計(jì)中就應(yīng)該考慮您所說(shuō)的【生存能力，可靠性，維護(hù)難度，生態(tài)影響等】，兩者都重要，只不過(guò)先后而已。（前面錯(cuò)發(fā)了兩個(gè)，望原諒！謝謝�。�

張占海

海洋蘊(yùn)藏著巨大的能量，海浪、潮汐、洋流等，開發(fā)潛力巨大，您的研究方向沒(méi)錯(cuò)，如能綜合利用前景廣闊，努力、加油！