可再生能源发电技术7-海洋能多种发电技术

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1、第七讲海洋能发电可再生能源发电技术李进平（水电学院水电站教研室）公共邮箱：kzsny@sina.cn，密码:123456要点海洋能资源波浪能海流能海水温差能海水盐差能潮汐能海洋的巨大威力巨大的海浪可把13吨重的整块巨石抛到20米高处，能把1.7万吨的大船推上海岸。1968年，一艘巨型油轮，在好望角海域被狂涛巨浪折为两段（想想这是怎么原因？）如果海洋中蕴藏的丰富能源能够为人类所用，那人类也许再也不必为能源问题担忧了。海和洋海和洋是有区别的，是不同的概念。远离陆地的水体部分为洋，靠近大陆的水体部分为海。洋是海洋的主体部分，占海洋总面积的89%。海是海洋的边缘部分。海洋是地球上

2、广大而连续的咸水水体的总称，是相互连通的。海洋的水底地形，像个大水盆。地球表面的总面积约5.1亿平方公里，其中海洋的面积占71%，汇集了地球97%的水量。趣闻：假如地球表面是平整的球面，将就会怎样？海洋的概念海洋能源（简称海洋能）海洋能源是海水中蕴藏着的一切的能量资源的总称，通常指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源。以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在。除了潮汐能和潮流能来源于太阳和月亮对地球的引力作用以外，其他几种都来源于太阳辐射。海洋能源又可分为机械能、热能和化学能。想想上面五种形式的海洋能都是什么类型？蕴藏于海水中的海洋能是十分巨大的，这些海洋能源可以不断得到

3、补充，都是取之不尽、用之不竭的。海洋是超大的太阳能接收体和存储器，是个“蓝色油田”。据联合国教科文组织估计，海洋能可再生总量为766亿千瓦。其中温差能为400亿千瓦，盐差能为300亿千瓦，潮汐能为30亿千瓦，波浪能为30亿千瓦，海流能为6亿千瓦。世界海洋能资源不是全能利用。估计技术上允许利用的约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。《中国新能源与可再生能源1999白皮书》公布的结果：沿海潮汐能资源可开发总装机容量为2179万千瓦，年发电624亿度；进入岸边的波浪能理论平均功率为1285万千瓦；潮流能理论平均

4、功率1394万千瓦；温差能理论蕴藏量约(1.2~1.3)×1019kJ，实际可用装机(1.3~1.5)×106MW；盐差能资源理论蕴藏量约为3.9×1015kJ，理论功率为1.25×105MW。我国海洋能资源海洋能的特点海洋能的特点，主要体现在以下几个方面：（1）蕴藏量丰富，可循环再生。（2）能流分布不均，能量密度低。（3）稳定性较好或者变化有规律。（4）清洁无污染。波浪的成因和类型波浪的能量来自于风和海面的相互作用传递的能量取决于风速、风与海水作用时间及作用路程。小知识：巨大浪涌往往是风暴来袭的前兆？海浪的类型风浪，在风的直接吹拂作用下产生的水面波动。由风引起的波浪在靠

5、近其形成的区域才被称为风浪。风浪传播开去，出现在距离很远的海面。这种不在有风海域的波浪称为涌浪。外海的波浪传到海岸附近，因水深和地形会改变波动性质，出现折射、波面破碎和倒卷，这就是近岸浪。小知识：“无风不起浪”和“无风三尺浪”水面上的大小波浪交替，有规律地顺风滚动前进；水面下的波浪随风力不同做直径不同、转速不同的圆周或椭圆运动。海浪的运动波浪能资源的分布和特点波浪的前进，产生动能，波浪的起伏产生势能。波浪的能量与波浪的高度、波浪的运动周期以及迎波面的宽度等多种因素有关。因此，波浪能是各种海洋能源中能量最不稳定的一种。全球波浪能资源波浪能年平均功率密度的全球分布，如图所示：

6、想想：哪些地方的波浪能比较便于利用？我国波浪能资源我国海岸线长，海域辽阔。90%以上分布在经济发达而常规能源缺乏的东南沿海，主要是浙江、福建和广东沿海，以及台湾省沿岸。据波浪能能流密度和开发利用的自然环境条件，首选浙江、福建沿岸，应为重点开发利用地区，其次广东东部、长江口和山东半岛南岸中段。波浪能的优点在海洋能中，波浪能除可循环再生以外，还有以下优点：1）以机械能形式存在，在各种海洋能中品位最高；2）在海洋能中能流密度最大；3）在海洋中分布最广。4）可通过较小的装置实现其利用；5）可提供可观的廉价能量。波浪发电装置的基本构成波浪发电，一般是通过波浪能转换装置，先把波浪能转

7、换为机械能，再最终转换成电能。波浪上下起伏或左右摇摆，能够直接或间接带动水轮机或空气涡轮机转动……波浪能利用的关键是波浪能转换装置，通常经三级转换：1）波浪能采集系统，捕获波浪的能量；2）机械能转换系统，把捕获的波浪能转换为某种特定形式的机械能；3）发电系统，与常规发电装置类似，用空气涡轮机或水轮机等设备将机械能传递给发电机转换为电能。波浪能的转换方式波浪能的转换方式，大体上可分为四类：—机械传统式—空气涡轮式—液压式—蓄能水库式（1）机械传动式（2）空气涡轮式这种装置结构简单，而且以空气为工质，没有液压油泄露的问题。（3）液