新能源与分布式发电技术05海洋能多种发电技术

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1、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？详见教材引例故事）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。§5海洋能多种发电技术关注的问题浩瀚的海洋中蕴藏着怎样的能量？海洋中的各种能量都是怎样形成的？大洋中的海流又能否利用？不同深处的海水温差如何转变为电能？咸海水中的盐分和发电有什么联系？海洋能发电的设备有什么特点？海洋能发电的发展状况如何？教学目标了解海洋能资源的形成原因和表现特征，了解海洋能发

2、电的各种方式和相关思路，理解海洋能发电的特点和意义。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（详见教材）。§5.1海洋的概念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

3、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补充，都是取之不尽、用之不竭的。§5.2海洋能资源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。§5.2.1世界海洋能资源不是全能利用

4、。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。也有学者给出不同的估计。《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。§5.2.2我国海洋能资源§5.

5、2.3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。§5.3波浪发电§5.3.1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

6、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§5.3.2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。§5.3.2.1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：想想：哪些地方的波浪能比较便于利用？§5.3.2.2我国波浪能资源我国海岸线长，海域辽阔。90%以上

7、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。§5.3.2.3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。§5.3.3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，先把波浪能转换为机械能，再最终转换成电能。波浪

8、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