浮管式水力發(fā)電機(jī)

管狀收水器接收并采集大面積平流水，其動(dòng)能、 壓能、位能使進(jìn)入的水流逐漸增壓提速，形成具有一定勢(shì)能的流水沖擊水輪機(jī);錐形尾水管的恰當(dāng)設(shè)置，使流經(jīng)工作段的水流迅速擴(kuò)散，前后段形成較大壓差，進(jìn)一步促使工作段的流速大幅提高;從而使水輪機(jī)獲得較大的總機(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電?？筛鶕?jù)具體水流環(huán)境需要，制造各種規(guī)格單臺(tái)使用，多臺(tái)集成各種規(guī)模的發(fā)電站。

1、浮管式水力發(fā)電機(jī)在江河、洋流水流速0.5m/s即可啟動(dòng)發(fā)電;流速≥1m/s時(shí)，可實(shí)現(xiàn)良好的發(fā)電效果;流速≥1.5m/s時(shí)，效果十分理想;流速在2m/s時(shí)，性價(jià)比非常優(yōu)秀。而以往其它形式的平流水發(fā)電裝置，基本需要流速在2m/s以上才可正常發(fā)電。

2、提速裝置使浮管式水力發(fā)電機(jī)獲得了動(dòng)能、壓能、位能所形成的有一定勢(shì)能的總機(jī)械能，而以往其它形式的平流水發(fā)電裝置，只能獲得所涉水域的部分動(dòng)能，所以前者和后者的發(fā)電效率根本就不是同一檔次。

3、浮管式水力發(fā)電機(jī)水力資源非常豐富。江河、洋流水流速在2m/s以下比2m/s以上的流水環(huán)境和持續(xù)時(shí)間，至少是數(shù)十比一;而只有高山峽谷的河流，或一般江河在洪峰時(shí)流速才超過2m/s。因此，以往其它形式的平流水發(fā)電裝置所需流水環(huán)境和持續(xù)時(shí)間并不豐富。(高山峽谷的河流大多比傳統(tǒng)水電站利用)

4、浮管式水力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)科學(xué)緊湊。浮管管狀提速裝置將效率提升、水輪發(fā)電機(jī)安裝支撐、基本懸浮等功能融為一體，使整機(jī)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)、高效、緊湊、經(jīng)濟(jì)的綜合功能結(jié)構(gòu)。而其它形式的平流水發(fā)電裝置，則由立式或臥式水車形水輪、安裝支架、浮船浮筒、增速傳動(dòng)、發(fā)電機(jī)等構(gòu)成，設(shè)計(jì)呈原始、粗放、松散狀態(tài);且只能獲得所涉水域的部分動(dòng)能。因而，不可能實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)起碼性價(jià)要求。

由于機(jī)內(nèi)水流速度倍增，使水電轉(zhuǎn)化能力大幅提升。不但讓制造成本明顯降低，綜合性價(jià)比顯著提高，而且可利用的流水資源由此變得非常豐富。其綜合性價(jià)比、可利用水力資源量、廣泛的實(shí)用性等優(yōu)勢(shì)。是僅利用平流水原始狀態(tài)的動(dòng)能進(jìn)行發(fā)電;及半浮于水面上的，仿古支架式水車型平流水發(fā)電機(jī)不可比擬的。浮管式水力發(fā)電機(jī)的出現(xiàn)，將使僅用傳統(tǒng)技術(shù)難以利用的水力資源，盡快實(shí)現(xiàn)有效發(fā)電;使按傳統(tǒng)利用方式，逐漸匱乏的水力資源和日趨突出的環(huán)境之爭(zhēng)，將不再困擾水電事業(yè)的發(fā)展。

1、提速技術(shù)突破使發(fā)電效率提高，可利用江河、洋流變得非常豐富，性價(jià)比顯著，更受市場(chǎng)青睞;徹底顛覆了僅停留在利用原始流速的，支架式仿古水車型平流水發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì);

2、親自然不筑壩，不改變生態(tài)環(huán)境，裝機(jī)容量可從百瓦至兆瓦數(shù)量級(jí);

3、浮管管狀提速裝置將效率提升、安裝支撐、基本懸浮等功能融為一體，使整機(jī)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)、高效、緊湊、經(jīng)濟(jì)的綜合功能結(jié)構(gòu)。

4、型腔設(shè)置水流的調(diào)節(jié)門、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)等，調(diào)節(jié)收水范圍和沖擊角度，在水流速變化時(shí)，保證水輪機(jī)發(fā)電機(jī)的發(fā)電質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定;

5、整機(jī)采用金屬、新型高分子功能材料復(fù)合構(gòu)成，比重輕、可在水中自主懸浮于需要安裝的位置，裝載成本低，適合高效模塊化標(biāo)準(zhǔn)化批量生產(chǎn)，性價(jià)比顯著;

6、發(fā)泡加固材料的運(yùn)用，既能保證型腔的浮力恰當(dāng)，又能保證整體裝置更加安全可靠;

7、方便的標(biāo)準(zhǔn)化連接形式為今后單臺(tái)發(fā)電，或多臺(tái)集成為大小電站提供可能;便于運(yùn)輸、安裝、維修;

8、采用全型腔CFD數(shù)值模擬解析資料，并以類似流道模型試驗(yàn)驗(yàn)證的手段，為浮管式水力發(fā)電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)節(jié)省工期和費(fèi)用，為下一步大型機(jī)開發(fā)積累寶貴的經(jīng)驗(yàn);

9、構(gòu)建類似流道模型試驗(yàn)場(chǎng)，建立完善平流水發(fā)電機(jī)水下測(cè)試體系;

10、建發(fā)電站時(shí)間短，收回投資速度快，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益非常顯著;

11、永磁傳動(dòng)技術(shù)和仿生技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)的綜合運(yùn)用使其更加協(xié)調(diào)高效。

水能是人類可利用的最古老的可再生能源之一。從流水中獲取能源發(fā)電的方式很多，有大壩式、引水式、潮汐等水電站，浮船、浮筒、波浪式發(fā)電機(jī)等等。已建電站大多屬于利用天然落差和流量，修建的大壩式電站。我國(guó)經(jīng)三次大的水力資源全國(guó)性普查，水能資源理論蘊(yùn)藏量694400MW，技術(shù)可開發(fā)的水能資源541640MW、經(jīng)濟(jì)可開發(fā)的水能資源401795MW。到目前中國(guó)水電總裝機(jī)容量已達(dá)到2.3億千瓦，水電資源開發(fā)利用率提高到34%。但還有大量的水力資源靠傳統(tǒng)方式很難有效利用。水電事業(yè)的快速發(fā)展，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，也帶動(dòng)了裝備制造業(yè)的繁榮。然而社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源需求飆升，繼續(xù)筑霸建站經(jīng)濟(jì)可開發(fā)水力資源有限;移民成本上升、自然生態(tài)改變、環(huán)境之爭(zhēng)等問題也日趨顯現(xiàn)。使傳統(tǒng)電站的發(fā)展逐漸陷入'建'與'停'的兩難。立足于自然水力資源的高效利用，迫切需要多種效率高、成本低、親自然的能源轉(zhuǎn)換方式。目前國(guó)內(nèi)外已將目光轉(zhuǎn)向海洋水力資源，利用洋流、潮汐和波浪進(jìn)行發(fā)電。

利用平流水原始流速發(fā)電的設(shè)備，在國(guó)內(nèi)外也相繼出現(xiàn)。類似浮船、浮筒等半浮于水面上的，支架式仿古水車型發(fā)電裝置開始大量復(fù)制。國(guó)內(nèi)在長(zhǎng)江、黃河、都江堰等地 都有過裝置安裝。但因其水流速要求高，發(fā)電量低，性價(jià)比、實(shí)用性都不甚理想，至今未見大范圍商品化推廣使用。既要保護(hù)自然環(huán)境，又要保證能源需求，還要有效利用更廣泛的可再生資源，必須著手真正的大系統(tǒng)的、效果卓越的原始初創(chuàng)項(xiàng)目。為此、有效利用可再生資源，研發(fā)更環(huán)保、高效、實(shí)用的新能源裝備，世界各國(guó)都為之趨之若鶩。

2011年春節(jié)期間，沈家同與沈利川父子倆在閑聊中突發(fā)奇想，產(chǎn)生了浮管式水力發(fā)電機(jī)的原始創(chuàng)意。經(jīng)不斷 探索、提煉、研發(fā)、改進(jìn)、完善到目前已取得國(guó)家發(fā)明和實(shí)用新型專利二十多個(gè)，國(guó)際PCT一個(gè)。并帶領(lǐng)重慶同利實(shí)業(yè)有限公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)，開展了從水文資源調(diào)查，傳統(tǒng)水電、風(fēng)電、光伏等性價(jià)、技術(shù)調(diào)查;積累了大量的相關(guān)技術(shù)與知識(shí)，對(duì)龐大的浮管式水力發(fā)電機(jī)原始初創(chuàng)項(xiàng)目，開展了全面、系統(tǒng)、深入的工作;經(jīng)數(shù)百次的試驗(yàn)、測(cè)試，將在2013年內(nèi)，利用我國(guó)的江河，向社會(huì)展示這種環(huán)保、高效的最新綠色能源設(shè)備的適用效果;吸引大家共同參與、完善、發(fā)展這一中國(guó)人的原始初創(chuàng)。

1、對(duì)自然的親和不筑壩，不破壞生態(tài)環(huán)境，建發(fā)電站時(shí)間短，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。

2、可再生資源的循環(huán)利用減少環(huán)境污染，節(jié)約了大量水資源和土地資源，實(shí)現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)的再利用理念。

3、實(shí)現(xiàn)平流水發(fā)電設(shè)備以其自生效能走入市場(chǎng)，讓廣泛平緩的河流、洋流的滔滔流水產(chǎn)生豐富的清潔能源;

4、加強(qiáng)了國(guó)家能源安全。為斷流的江河從新回歸自然提供了條件。

5、讓窮山惡水和老少邊窮盡快換發(fā)青春。

6、奠定了科學(xué)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，為過剩的加工制造業(yè)注入新的活力。

7、點(diǎn)亮江河，美化環(huán)境，新形式亮麗的霓虹燈、航標(biāo)燈、廣告業(yè)發(fā)展有了價(jià)廉物美的新能源。

8、提供新形式的"平戰(zhàn)結(jié)合、軍民融合"的應(yīng)急裝備。

9、以水治水，靈活的新電力可促進(jìn)提灌設(shè)施普遍發(fā)展，將增加南水北調(diào)、抗洪排澇、農(nóng)業(yè)灌溉、治理荒漠減少霧霾、豐水期水資源儲(chǔ)備等有效解決手段。

10、水文資料查勘將增加以流速、流帶、延續(xù)周期狀態(tài)等新內(nèi)容，將促進(jìn)水文勘測(cè)技術(shù)的發(fā)展。

11、提供江河、地下水等環(huán)境的生物多樣性恢復(fù)技術(shù)基礎(chǔ)。

12、新增巨大的經(jīng)濟(jì)規(guī)模，引發(fā)水力資源利用、水電技術(shù)的學(xué)術(shù)創(chuàng)新。

13、讓全社會(huì)共同完善并享用中國(guó)人的原始初創(chuàng)。毋庸置疑，隨著浮管式水力發(fā)電機(jī)的出現(xiàn)和認(rèn)識(shí);未來它將成為一顆促進(jìn)新能源事業(yè)發(fā)展的閃亮明星。

豐富水資源

世界的流水資源非常豐富，我國(guó)的長(zhǎng)江的水流量在世界河流中排第四，巴西的亞馬遜河水流量是長(zhǎng)江的約七倍，非洲的剛果河也是長(zhǎng)江的2-3倍;洋流資源至少是陸地流水資源總和的百倍以上;據(jù)中科院地理科學(xué)與資源研究所2007年《中國(guó)大百科全書·中國(guó)地理》記載:"中國(guó)河流總長(zhǎng)度為42萬㎞。"現(xiàn)僅以載明的我國(guó)河流42萬㎞，的25%經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的河段為為測(cè)算基礎(chǔ)，即為約10萬㎞;根據(jù)江河流速狀況河流帶寬度，每㎞裝機(jī)容量約1-10MW，其可利用河流的裝機(jī)容量不亞于傳統(tǒng)水電。