海洋能利用与发电技术

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第8章 海洋能利用与发电技术
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8.2.2 潮汐能发电原理及应用
潮汐是海水受太阳、月球和地球引力的相互作用后，所发生的周期性涨落现象。
图8-1 潮汐过程线
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8.2.2 潮汐能发电原理及应用
单库单向作用 —— ”落潮发电” 步骤 ①向水库注水； ②等候，直至水库中的水到退潮，这样使库内外产生一定的水头； ③将水库中的水通过水轮机放入大海中，直到海水涨潮，海水水头降到最低工 作点为止； ④第二次涨潮时重复以上工作步骤。
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8.2 海洋能的分类与利用
8.2.1 海洋能的分类
4．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。赤道附近 太阳直射多，其海域的表层温度可达25～28℃，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500～1000m处海水 温度却只有3～6℃，这个垂直的温差就是一个可供利用的巨大能源。海 洋温差能转换主要有开式循环和闭式循环两种方式。温差能利用的困难 主要是温差太小，能量密度太低。温差能转换的关键是强化传热传质技 术。
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8.2 海洋能的分类与利用
8.2.1 海洋能的分类
2．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。海 流能也主要用来发电，发电原理与风力发电类似。但是由于海水的密度 比较大，而且海流发电装置必须置于海水中，所以海流发电还存在了以 下一些关键技术：安装维护、电力输送、防腐、海洋环境中的载荷与安 全性能、海流装置的固定形式和透平设计等。
机组 数量 1 4 2 6 6 2 1 1
装机容量 设计 /kW 40ⅹ1 75ⅹ4 75ⅹ2 500ⅹ6 160ⅹ6 75ⅹ2 40ⅹ1 40ⅹ1 实际 /kW 40 75ⅹ1 150 500ⅹ1 640 150 40 40
每年耗电量/万度 设计 9.3 60 31 1070 232 25 / / 实际 8.5 6.2 5～7 116 / 6 / /
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8.2 海洋能的分类与利用
8.2.1 海洋能的分类
海洋能的表现形式多种多样，通常包括：潮汐能、海流能、波浪能、 海洋温差能和海洋盐差能等。
1．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。主要是指海水潮和潮落形成的水的势能，利用的原理与水 力发电的原理类似，而且潮汐能的能量与潮量和潮差成正比。
海洋能源通常指海洋中所蕴藏的可再生的 自然能源，主要为潮汐能、波浪能、海流能（潮 流能）、海水温差能和海水盐差能。更广义的海 洋能源还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳 能以及海洋生物质能等。
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8.1 海洋能简介
潮汐电站
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设想中的温差发电装置
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主要内容
8.1 8.2 8.3 8.4
海洋能简介 海洋能的分类与利用 海洋能源的发电与资源评价
海洋能的利用前景与制约因素
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8.1 海洋能简介
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8.1 海洋能简介
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波浪发电站
潮流发电站
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海洋能特点
1
可再生性：由于海 水潮汐、海流和波 浪等运动周而复始， 永不休止，所以海 洋能是可再生能源；
2
3
4
总量巨大，但分布 不均、分散，能流 密度低，利用效率 不高，经济性差。
属于一种洁净能源， 能量多变，具有不 无污染； 稳定性，运用起来 比较困难；
也可以反过来，使海水从海里向水库注入时推动水轮机发电，这种方式称为 “涨潮发电”。但是，蓄水库的坝边通常是斜坡形的，所以“落潮发电”一般 更为有效。
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8.2.2 潮汐能发电原理及应用
单库双向作用 步骤 ①通过水闸向库内注水； ②等候，使水在库内保持一段时间； ③利用落潮发电； ④通过水闸将库中的水泄干； ⑤等候一段时间； ⑥涨潮发电。 无论是单向发电还是双向发电，出力的大小都与水库的深度、潮差以及电站的 结构设计有关。
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8.2.2 潮汐能发电原理及应用
我国运行发电的主要潮汐电站简况表
站名
沙山 岳甫 海山 江厦 白沙口 浏河 筹东 果子山
位置
浙江温岭 浙江象山 浙江玉环 浙江温岭 山东乳山 江苏太仓 福建长乐 广西 龙门港
型式
单库单向 单库单向 双库单向 单库双向 单库单向 双向 双贯流式 卧轴轴伸式 单库单向
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8.2 海洋能的分类与利用
8.2.1 海洋能的分类
5．盐差能
盐差能是以化学能形态出现的海洋能。它是指海水和淡水之间或两种 含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能。主要存在于河海交接处。同 时，淡水丰富地区的盐湖和地下盐矿也可以利用盐差能。 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）。 从原理上来说，可通过让淡水流经一个半渗透膜后再进入一个盐水水池 的方法来开发这种理论上的水头。如果在这一过程中盐度不降低的话， 产生的渗透压力足可以将水池水面提高240m，然后再把水池水泄放，让 它流经水轮机，从而提取能量。
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8.2 海洋能的分类与利用
8.2.1 海洋能的分类
3．波浪能
波浪能是海洋能利用研究中近期研究最多、政府投资项目最多和最重 视的一种能源。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。能量传递速率和风速有 关，也和风与水相互作用的距离（即风区）有关。