《海洋能发电2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《海洋能发电2（77页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、四川科技职业学院,海洋能发电,海洋能简介 海洋能的类型 我国海洋能概况 我国海洋能的应用概况 潮汐发电简介,四川科技职业学院,海洋能简介,地球表面积约为5.1X108km2，其中陆地表面积为1.49X108km2，占29；海洋面积达3.61X1O8km2，占71。以海平面计，全部陆地的平均海拔约为840m，而海洋的平均深度却为380m，整个海水的容积多达1.37X109km3。一望无际的汪洋大海，不仅为人类提供航运、水产和丰富的矿藏，而且还蕴藏着巨大的能量。,四川科技职业学院,海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海
2、流等形式存在于海洋之中。,四川科技职业学院,潮汐与潮流能来源于月球、太阳引力，其他海洋能均来源于太阳辐射，海洋面积占地球总面积的71%，太阳到达地球的能量，大部分落在海洋上空和海水中，部分转化为各种形式的海洋能。,四川科技职业学院,海水温差能是热能，低纬度的海面水温较高，与深层冷水存在温度差，而储存着温差热能，其能量与温差的大小和水量成正比； 潮汐、潮流，海流、波浪能都是机械能，潮汐能是地球旋转所产生的能量通过太阳和月亮的引力作用而传递给海洋的，并由长周期波储存的能量，潮汐的能量与潮差大小和潮量成正比；,四川科技职业学院,潮流、海流的能量与流速平方和通流量成正比； 波浪能是一种在风的作用下产生
3、的，并以位能和动能的形式由短周期波储存的机械能，波浪的能量与波高的平方和波动水域面积成正比；,四川科技职业学院,河口水域的海水盐度差能是化学能，入海径流的淡水与海洋盐水间有盐度差，若隔以半透膜，淡水向海水一侧渗透可产生渗透压力，其能量与压力差和渗透流量成正比。 因此各种能量涉及的物理过程开发技术及开发利用程度等方面存在很大的差异。,四川科技职业学院,全球海洋能的可再生量很大。根据联合国教科文组织1981年出版物的估计数字，五种海洋能理论上可再生的总量为766亿千瓦。其中温差能为400亿千瓦，盐差能为300亿千瓦，潮汐和波浪能各为30亿千瓦，海流能为6亿千瓦。,四川科技职业学院,但如上所述是难以
4、实现把上述全部能量取出，设想只能利用较强的海流、潮汐和波浪；利用大降雨量地域的盐度差，和温差利用。 因此，估计技术上允许利用功率为64亿千瓦，其中盐差能30亿千瓦，温差能20亿千瓦，波浪能10亿千瓦，海流能3亿千瓦，潮汐能1亿千瓦（估计数字）。,四川科技职业学院,海洋能的强度较常规能源为低。海水温差小，海面与5001000米深层水之间的较大温差仅为20左右；潮汐、波浪水位差小，较大潮差仅7-10米，较大波高仅3米；潮流、海流速度小，较大流速仅47节。,四川科技职业学院,即使这样，在可再生能源中，海洋能仍具有可观的能流密度。 如波浪能每米海岸线平均波功率在最丰富的海域是50千瓦，一般的有56千瓦
5、；后者相当于太阳能流密度1千瓦米2。 如潮流能，最高流速为3米秒的舟山群岛潮流，在一个潮流周期的平均潮流功率达4.5千瓦米2。,四川科技职业学院,海洋能作为自然能源是随时变化着的。但海洋是个庞大的蓄能库，将太阳能以及派生的风能等以热能、机械能等形式蓄在海水里，不象在陆地和空中那样容易散失。海水温差、盐度差和海流都是较稳定的，24小时不间断，昼夜波动小，只稍有季节性的变化。,四川科技职业学院,潮汐、潮流则作恒定的周期性变化，对大潮、小潮、涨潮、落潮、潮位、潮速、方向都可以准确预测。海浪是海洋中最不稳定的，有季节性、周期性，而且相邻周期也是变化的。但海浪是风浪和涌浪的总和，而涌浪源自辽阔海域持续时
6、日的风能，不象当地太阳和风那样容易骤起骤止和受局部气象的影响。,四川科技职业学院,海洋能的类型,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； 海流能。,四川科技职业学院,潮汐能,潮汐能是以位能形态出现的海洋能，是指海水潮涨和潮落形成的水的势能。 海水涨落的潮汐现象是由地球和天体运动以及它们之间的相互作用而引起的。在海洋中，月球的引力使地球的向月面和背月面的水位升高。由于地球的旋转，这种水位的上升以周期为12h25min和振幅小于1m的深海波浪形式由东向西传播。太阳引力的作用与此相似，但是作用力小些，其周期为12h。,四川科技职业学院,当太阳、月球和地球在
7、一条直线上时，就产生大潮；当它们成直角时，就产生小潮。 和水力发电相比，潮汐能的能量密度很低，相当于微水头发电的水平。世界上潮差的较大值约为1315m，但一般说来，平均潮差在3m以上就有实际应用价值。,四川科技职业学院,其他天体或因远离地球，或因质量太小所产生的引潮力微不足道。如果用万有引力计算，月球所产生的最大引潮力可使海水面升高0.563m，太阳引潮力的作用为0.246m，但实际的潮差却比上述计算值大得多。 如我国杭州湾的最大潮差达8.93m，北美加拿大芬地湾最大潮差更达19.6m。,四川科技职业学院,全世界潮汐能的理论蕴藏量约为3X109kw。 我国海岸线曲折，全长约1.8X104km，
8、沿海还有6000多个大小岛屿，组成1.4X104km的海岸线，漫长的海岸蕴藏着十分丰富的潮汐能资源。我国潮汐能的理论蕴藏量达1.1X108kw，其中浙江、福建两省蕴藏量最大，约占全国的80.9，但这都是理论估算值，实际可利用的远小于上述数字。,四川科技职业学院,波浪能,波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比。波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。波浪能是由风把能量传递给海洋而产生的，它实质上是吸收了风能而形成的。,四川科技职业学院,南半球和北半球4060纬度间的风力最强。信风区（赤道两侧30之内）的低速风也会产生很有吸引力的波
9、候，因为这里的低速风比较有规律。在盛风区和长风区的沿海，波浪能的密度一般都很高。 如英国沿海、美国西部沿海和新西兰南部沿海等都是风区，有着特别好的波候。 我国的浙江、福建、广东和台湾沿海为波能丰富的地区。,四川科技职业学院,据估计全世界可开发利用的波浪能达2.5TW（1太瓦=1012W）。我国沿海有效波高约为23m、周期为9s的波列，波浪功率可达1739kwm，渤海湾更高达42kwm。,四川科技职业学院,温差能,温差能是指海洋表层海水和深层海水之间水温之差的热能。海洋是地球上一个巨大的太阳能集热和蓄热器。由太阳投射到地球表面的太阳能大部分被海水吸收，使海洋表层水温升高。赤道附近太阳直射多，其海
10、域的表层温度可达2528，波斯湾和红海由于被炎热的陆地包围，其海面水温可达35。而在海洋深处50O1000m处海水温度却只有36。,四川科技职业学院,这个垂直的温差就是一个可供利用的巨大能源。在大部分热带和亚热带海区，表层水温和1000m深处的水温相差20以上，这是热能转换所需的最小温差。据估计，如果利用这一温差发电，其功率可达2TW。,四川科技职业学院,许多具有最大温度梯度的海区都位于发展中国家的海域，可为这些国家就地提供能源。而在中国，根据中国海洋水温测量资料计算得到的中国海域的温差能约为1.5X108kW，其中99在南中国海。南海的表层水温年均在26以上，深层水温（800m深处）常年保持
11、在5，温差为21，属于温差能丰富区域。,四川科技职业学院,盐差能,盐差能是以化学能形态出现的海洋能。 地球上的水分为两大类：淡水和咸水。全世界水的总储量为1.4X109km3，其中97.2为分布在大洋和浅海中的咸水。在陆地水中，2.15为位于两极的冰盖和高山的冰川中的储水，余下的0.65才是可供人类直接利用的淡水。海洋的咸水中含有各种矿物和大量的食盐，1km3的海水里即含有3600万t食盐。,四川科技职业学院,在淡水与海水之间有着很大的渗透压力差（相当于240m的水头）。 从理论上讲，如果这个压力差能利用起来，从河流流入海中的每立方英尺（1英尺=0.3048米）的淡水可发0.65kwh的电。一
12、条流量为1m3s的河流的发电输出功率可达2340kw。,四川科技职业学院,海流能,海流能是另一种以动能形态出现的海洋能。 所谓海流主要是指海底水道和海峡中较为稳定的流动以及由于潮汐导致的有规律的海水流动。 其中一种是海水环流，是指大量的海水从一个海域长距离地流向另一个海域。,四川科技职业学院,据估计全球海流能高达5TW。海流能的能量与流速的平方和流量成正比。相对波浪而言，海流能的变化要平稳且有规律得多。潮流能随潮汐的涨落每天2次改变大小和方向。一般来说，最大流速在2ms以上的水道，其海流能均有实际开发的价值。,四川科技职业学院,全世界海流能的理论估算值约为108kW量级。利用中国沿海130个水
13、道、航门的各种观测及分析资料， 计算统计获得中国沿海海流能的年平均功率理论值约为1.4X107kW。 其中辽宁、山东、浙江、福建和台湾沿 海的海流能较为丰富，不少水道的能量密度为1530kWm2，具有良好的开发值。,四川科技职业学院,值得指出的是，中国的海流能属于世界上功率密度最大的地区之一，特别是浙江的舟山群岛的金塘、龟山和西候门水道，平均功率密度在20kWm2以上，开发环境和条件很好。,四川科技职业学院,我国海洋能概况,我国大陆海岸线长达18000多公里，有大小岛屿696O多个， 海岛总面积6700平方公里，有人居住的岛屿有43O多个，总人口 45O多万人沿海和海岛既是外向型经济的基地，又
14、是海洋运输和开发海洋的前哨，并且在巩固国防，维护祖国权益上占有重要地位。,四川科技职业学院,我国海洋能开发已有近4O年的历史，迄今已建成潮汐电站8座。 80年代以来，浙江、福建等地为建设若干个大中型潮汐电站，进行了考察、勘测和规化设计、可行性研究等大量的前期准备工作。,四川科技职业学院,我国的海洋发电技术已有较好的基础和丰富的经验，小型潮汐发电技术基本成熟，已具备开发中型潮汐电站的技术条件。,四川科技职业学院,但是现有潮汐电站整体规模和单位容量还很小，单位千瓦造价高 于常规水电站，水工建筑物的施工还比较落后，水轮发电机组尚未定型标准化。 这些均是我国潮汐能开发中存在的问题。其中，关键 问题是中
15、型潮汐电站水轮发电机组技术问题没有完全解决，电站造价亟待降低。,四川科技职业学院,我国海洋能的应用概况,四川科技职业学院,1. 潮汐能发电技术进展及项目,潮汐发电是海洋能中技术最成熟和利用规模最大的一种。全世界潮汐电站的总装机容量为265兆瓦。中国为5.64兆瓦，详见下表。,四川科技职业学院,四川科技职业学院,中国是世界上建造潮汐电站最多的国家，在50年代至70年代先后建造了近50座潮汐电站，但据50年代初的统计，只有8个电站仍正常运行发电。 江厦电站是中国最大的潮汐电站，目前已正常运行二十几年。,四川科技职业学院,江厦电站研建是国家“六五”重点科技攻关项目，总投资为1130万人民币，1974
16、年开始研建，1980年首台500千瓦机组开始发电，至1985年完成。电站共安装500千瓦机组一台，600千瓦机组一台和700千瓦机组3台，总容量3200千瓦。,四川科技职业学院,电站为单库双作用式，水库面积为1.58 X 106平方米，设计年发电量为10. 7 X 106千瓦时。 1996年全年的净发电为5.02X106千瓦时，约为设计值的一半。,四川科技职业学院,潮汐发电的关键技术包括潮汐发电机组、水工建筑、电站运行和海洋环境等。中国60年代和70年代初建的潮汐电站技术水平相对较低，但江厦电站属技术上较成熟的电站。,四川科技职业学院,潮汐发电简介,潮汐发电的原理及型式 世界和我国潮汐发电情况简介,四川科技职业学院,一、潮汐发电的原理及型式,潮汐发电与水力发电的原理相似，它是利用潮水涨、落产生的水位差所具有的势能来发电的，也就是把海水涨、落潮的能量变为机械能，再把机械能转变为电能(发电)的过程。,四川科技职业学院,具体地说，潮汐发电就是在海湾或有潮汐的河口建一拦水堤坝，将海
