海洋能发电技术
可再生能源发电技术第4章 海洋能发电
闪
海
水
蒸
水
泵
器
真 空
淡 水Leabharlann 泵泵箱温海水
冷海水
基本与闭式循环相同，但用温海水闪蒸出来的低压蒸汽来加热低沸点工 质。这样做的好处在于减少了蒸发器的体积，可节省材料，便于维护。
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海水温差发电装置 Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC)
除了发电之外，海洋温差能利用装置还可以同时获得淡水、深层海水、 进行空调并可与深海采矿系统中的扬矿系统相结合。
➢ 从各国的情况看，潮汐发电技术比较成熟。利用波浪能、盐度差 能、海水温差能等海洋能进行发电还不成熟，目前仍处于研究试验 阶段。
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4.2 海洋能发电技术
潮汐能
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。
潮汐能：因海水涨落及潮水流动所产生的能量。是以 势能形态出现的海洋能。
3
海洋能具有如下特点： (1) 海洋能在海洋总水体中的蕴藏量巨大，但单位体积、 单位面积、单位长度所拥有的能量较小，利用效率不高， 经济性差。 (2) 海洋能具有可再生性。 (3) 能量多变，具有不稳定性。 (4) 属于一种洁净能源，无污染。
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海洋能的开发
➢ 人类开发海洋能的历史和水能利用差不多。
Swan Turbines, Univ.of Wales Design concept
Telescopical tower Direct Drive
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海洋温差发电
➢ 温差能是以热能形态出现的海洋能。海洋是地球上一个巨大的太 阳能集热和蓄热器。
➢ 被海水吸收的太阳能，约有60%被1米厚的表层海水所吸收，因此 海水表层水温较高。而在海洋深处海水温度却很低，这个垂直的 温差就是一个可利用的巨大能源。
海洋能发电技术
海洋能发电技术嘿，朋友们！今天咱来聊聊海洋能发电技术这神奇的玩意儿。
你们想啊，那广阔无边的大海，可不只是让我们看看风景、游游泳啥的。
它就像一个巨大的宝库，藏着好多好多能量呢！海洋能发电技术，就像是从这个宝库里掏出宝贝的魔法棒。
说起来，这海洋能发电技术就跟咱平时过日子似的，得一步一步来，还得有各种不同的办法。
比如说，有利用海浪上下起伏的能量来发电的，那海浪起起伏伏，就像我们走路一蹦一跳似的，可有意思啦！还有利用海水的温差来发电的，这就好比夏天你在外面热得不行，一进空调房那叫一个爽，这温差不就有了嘛！这海洋能发电技术多好呀，清洁又环保。
咱不用烧煤啥的，不用担心污染环境。
就像咱家里打扫卫生，干干净净的多舒服呀！而且这大海里的能量那可是取之不尽用之不竭的呀，难不成大海还能没了不成？你再想想，如果我们能把这海洋能发电技术好好发展起来，那得带来多少好处呀！不但能让我们用上清洁的电，还能减少对那些传统能源的依赖呢。
就好比你以前天天吃米饭，现在突然发现还有面条、饺子啥的也很好吃，那你不就有更多选择了嘛！咱可别小看了这海洋能发电技术，它以后说不定能成为我们生活中不可或缺的一部分呢！它就像是一个潜力股，虽然现在可能还不是特别厉害，但未来可期呀！说不定哪天，我们家里用的电全都是从大海里来的呢，那多牛呀！这海洋能发电技术也不是那么容易搞的呀，得投入好多人力物力呢。
就跟咱盖房子似的，得一砖一瓦地慢慢来。
研究人员得绞尽脑汁想办法提高效率，降低成本。
这可不是一朝一夕就能搞定的事儿。
不过咱也别灰心呀，办法总比困难多嘛！现在科技这么发达，啥难题解决不了呀。
而且全世界这么多人都在研究呢，大家一起努力，肯定能让海洋能发电技术越来越好。
总之呢，海洋能发电技术就是个宝，我们得好好珍惜它，好好开发它。
让它为我们的生活带来更多的便利和好处。
咱可不能浪费了大海给我们的这份大礼呀！你们说是不是？。
海洋热能利用
海洋热能利用
海洋热能利用是一种可再生能源技术，它利用海洋中的热能来产
生电力或其他形式的能量。
海洋热能利用的主要形式包括海洋温差能
发电和海洋热能转换。
海洋温差能发电是利用海洋表层和深层海水之间的温度差来产生
电力。
这种技术利用热力学原理，通过热交换器将表层海水的热能传
递给工作流体，工作流体在膨胀过程中驱动涡轮机发电。
海洋温差能
发电具有巨大的潜力，因为海洋表层和深层海水之间的温度差通常在20℃以上。
海洋热能转换是利用海洋中的热能来产生有用的能量，例如热水
或蒸汽。
这种技术通常利用太阳能将表层海水加热，然后将加热后的
海水通过管道输送到岸上，用于发电、供暖或工业用途。
海洋热能利用是一种清洁、可再生的能源技术，它具有巨大的潜力，可以帮助缓解全球能源需求的压力。
然而，海洋热能利用也面临一些技术和环境挑战，例如设备的耐久性、海洋生态系统的影响等。
因此，需要进一步的研究和开发来解决这些问题，以实现海洋热能利用的可持续发展。
海洋能发电及应用技术方面
海洋能发电及应用技术方面海洋能是指利用海洋中的资源，通过各种技术手段将其转化为电能或热能的一种可再生能源。
海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能、热能等多种形式，具有巨大的潜力和广阔的开发空间。
在能源短缺和环境污染问题日益凸显的今天，海洋能成为了发展绿色能源和实现可持续发展的重要选择。
首先，潮汐能是利用海洋潮汐的涨落高差来产生能量的一种技术手段。
潮汐能源开发主要包括潮水发电和潮汐动力发电两种形式。
潮水发电是通过建设潮汐发电站，在潮汐涨潮时将海水引入发电机组，利用水流带动涡轮发电产生电能。
潮汐动力发电则是利用潮水引起的水流动能通过涡轮发电机转化为电能。
这两种技术都需要合适的地理环境和科学的工程设计，但可以稳定地产生大量可再生能源，对于稳定供电和减少温室气体排放具有重要意义。
其次，波浪能是指利用波浪的起伏运动来激励发电设备从而产生能量的一种技术手段。
波浪能发电主要通过波浪能发电机将波浪的能量转化为机械能，然后再通过发电机将其转化为电能。
波浪能稳定且持续的特点使其成为了海洋能中重要的一种形式，而且波浪能源密度大，资源分布广泛，具有很高的开发潜力。
目前，波浪能发电技术还处于初步阶段，需要解决材料、结构和成本等方面的问题，但是随着技术的进步和成本的降低，波浪能发电有望大规模应用。
另外，海流能是利用海水流动的动能来产生能量的一种技术手段。
海流能可以通过建立浮式或固定式的涡轮机组来转化为电能。
海流资源丰富，分布广泛，而且稳定性较高，不受季节和天气变化的影响，具有很大的发展潜力。
但是，海流能技术目前还面临着浮动装置的稳定性、材料的耐久性和对海洋生态环境的影响等问题，需要更多的研究和探索。
最后，海洋热能是利用海洋中的温差来产生能量的一种技术手段。
海洋热能发电主要通过建设温差发电站，利用海洋中的冷热季节性温差进行发电。
海洋热能资源庞大，且稳定性较高，可以实现全天候发电，对能源供应的稳定性具有重要意义。
目前，海洋热能技术尚处于研究和试验阶段，需要解决设备成本高、对海洋环境的影响和工程可行性等问题。
海洋能发电技术的发展现状与前景
海洋能发电技术的发展现状与前景一、本文概述1、简述海洋能发电技术的概念海洋能发电技术，是指利用海洋中的可再生能源，如潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能和海水盐度差能等，通过特定的装置或系统转换为电能的一种技术。
这些能源源于太阳辐射能，以热能、机械能等形式贮存于海洋之中，且可再生，因此被视为清洁、可持续的能源。
海洋能发电技术的开发利用，是对传统能源的一种补充和替代。
其核心技术在于如何将海洋中的自然能源有效转换为电能，这通常涉及到机械能、热能向电能的转换过程。
例如，潮汐能发电利用潮汐涨落产生的动力驱动水轮机转动，进而带动发电机发电；波浪能发电则是利用波浪装置将波浪能转换为装置的机械能，再驱动发电机发电。
随着全球能源需求的日益增长和对环境保护的日益重视，海洋能发电技术因其独特的优势，如储量丰富、清洁无污染、可再生等，越来越受到人们的关注和重视。
未来，随着技术的不断进步和成本的降低，海洋能发电技术有望在全球能源结构中占据更重要的地位。
2、阐述海洋能在全球能源结构中的重要性和意义在全球能源结构中，海洋能作为一种清洁、可再生的能源，具有极高的重要性和意义。
随着全球气候变化和环境问题日益严重，传统化石能源的消耗不仅加剧了温室气体的排放，也引发了资源枯竭的担忧。
因此，寻找可持续、环保的替代能源已成为全球共识。
海洋能，包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能和海水盐差能等多种形式，是地球上最为丰富的能源之一。
它不受地理位置、天气条件等因素的限制，分布广泛且稳定可靠。
更重要的是，海洋能的开发利用几乎不产生污染物和温室气体，对环境的破坏极小，符合可持续发展的要求。
从全球能源战略的角度来看，海洋能的发展对于优化能源结构、保障能源安全具有重要意义。
随着技术的不断进步和成本的降低，海洋能发电在全球能源供应中的比重有望逐渐提升，成为未来能源体系的重要组成部分。
海洋能的开发利用还能带动相关产业的发展，创造就业机会，促进经济增长。
海洋能源发电相关技术及前景
海洋能源发电相关技术及前景引言：随着全球能源需求的增加以及对碳排放的关注，人们对清洁能源的需求日益增加。
海洋能源发电作为一种可再生的能源形式，凭借其巨大的储量以及稳定的供应，成为了人们关注的焦点。
本文将介绍海洋能源发电的四种主要技术：潮汐能发电、波浪能发电、海流能发电和温差能发电，并探讨其前景与发展潜力。
1. 潮汐能发电：潮汐能发电是利用海洋潮汐的能量来产生电力。
海洋潮汐是由于地球的重力和震荡引起的，每天都会有两次涨潮和两次退潮。
潮汐能发电技术主要有潮汐能涡轮机和潮汐能泵发电。
潮汐能涡轮机通过潮汐的巨大动能来带动涡轮机产生电力，而潮汐能泵发电则是利用水流的高度差来推动液压泵从而产生电力。
目前，潮汐能发电技术在一些国家如英国、法国和加拿大已经开始得到商业化应用，预计在未来几年内，这项技术将迅速发展。
2. 波浪能发电：波浪能发电是利用海洋波浪的能量来产生电力。
海洋波浪是由风力或地震引起的海洋表面的起伏而产生的。
波浪能发电技术主要有浮体式波浪能转换技术和空气压力式波浪能转换技术。
浮体式波浪能转换技术利用漂浮在水面上的装置上下起伏的运动来产生电力，而空气压力式波浪能转换技术则是利用波浪的冲击力来驱动涡轮机产生电力。
尽管波浪能发电技术还处于研发阶段，但其潜力巨大。
预计在未来几十年内，随着技术的不断进步和成本的降低，波浪能发电将迎来广泛的应用。
3. 海流能发电：海流能发电是利用海洋中的水流来产生电力。
由于海洋的全球性和稳定性，海流能发电拥有很高的发电潜力。
目前，海流能发电技术主要有潮流能发电和潮汐涡轮发电。
潮流能发电是利用海流的动能来带动涡轮机产生电力，而潮汐涡轮发电则是利用潮汐的涡旋能量来产生电力。
海流能发电技术在一些岛国如苏格兰和挪威已经得到应用，并且显示出了良好的前景。
虽然技术和经济因素仍需克服，但海流能发电被认为是未来海洋能源发电的重要组成部分。
4. 温差能发电：温差能发电是利用海洋的温差来产生电力。
海洋能发电技术的发展与应用
海洋能发电技术的发展与应用在当今世界，随着能源需求的不断增长和传统能源的日益枯竭，寻找和开发新型可再生能源成为了人类社会发展的重要课题。
海洋，这个占据了地球表面约 71%的广阔领域，蕴含着巨大的能量。
海洋能发电技术作为一种新兴的能源获取方式，正逐渐引起人们的关注，并在近年来取得了显著的发展。
海洋能主要包括潮汐能、波浪能、海流能、温差能和盐差能等多种形式。
这些能源具有储量丰富、可再生、清洁环保等优点。
其中，潮汐能是指由于月球和太阳对地球的引力作用，引起海平面周期性升降而产生的能量。
潮汐发电就是利用涨潮和落潮时的水位差，推动水轮机旋转，从而带动发电机发电。
波浪能则是由风对海面的作用引起的海水波动所产生的能量，通过波浪能转换装置可以将其转化为电能。
海流能是指海水流动所具有的动能，利用海流推动涡轮机发电是获取海流能的主要方式。
温差能是由于海洋表层海水和深层海水之间的温度差而产生的能量，盐差能则是由于海水和淡水之间的盐度差所蕴含的能量。
潮汐能发电是海洋能发电中发展较为成熟的技术之一。
早在 20 世纪初，法国就建成了世界上第一座潮汐发电站。
此后，英国、加拿大、俄罗斯等国家也相继开展了潮汐能发电的研究和建设工作。
我国在潮汐能发电方面也取得了一定的成果，如浙江温岭的江厦潮汐电站，是我国目前规模最大的潮汐电站。
潮汐能发电具有规律性强、可预测性好等优点，但也存在着建设成本高、对地理环境要求苛刻等局限性。
波浪能发电技术近年来发展迅速。
波浪能装置的种类繁多，常见的有振荡水柱式、摆式、筏式等。
振荡水柱式装置通过波浪的上下运动，推动空气在一个封闭的腔室内来回流动，从而驱动涡轮机发电。
摆式装置则是利用波浪的冲击力使摆体来回摆动，通过机械传动装置带动发电机发电。
筏式装置则是由多个浮体组成，通过浮体的相对运动来获取能量。
波浪能发电的优点是能量密度较高，但由于波浪的随机性和不稳定性，其能量转换效率还有待提高，并且装置的维护成本也较高。
海洋潮流能发电技术
海洋潮流能发电技术海洋潮流能发电技术是一种利用海洋潮汐运动来发电的可再生能源技术。
海洋潮汐是地球上重力相互作用的结果，是一种可预测且持续的自然现象。
利用海洋潮汐能发电是一种环保且可持续的能源解决方案。
海洋潮流能发电技术的原理是通过水流驱动涡轮发电机来产生电力。
当潮汐流经过潮汐发电设备时，水流的动能被转化为机械能，进而驱动涡轮发电机转动。
涡轮发电机将机械能转化为电能，通过输电线路输送到电网中，供应给用户使用。
与传统能源发电方式相比，海洋潮流能发电技术具有以下几个优点。
首先，海洋潮汐是可预测的，能够根据潮汐的变化来规划发电计划，提高发电效率。
其次，海洋潮流能发电是一种清洁能源，不会产生二氧化碳等温室气体和污染物，对环境友好。
此外，海洋潮流能发电是一种可再生能源，潮汐运动是持续的，不会耗尽，能够长期供应电力需求。
海洋潮流能发电技术的实施过程中面临一些挑战和难题。
首先，海洋环境复杂，潮汐的变化受到多种因素的影响，如海底地形、海洋生态系统等，需要对海洋环境进行详细的调查和研究。
其次，海洋潮汐的能量相对较小，需要设计高效的潮汐发电设备来捕捉和转换能量。
同时，潮汐发电设备的制造和维护成本较高，需要提高技术水平和降低成本，以提高经济效益。
海洋潮流能发电技术已经在一些国家和地区得到应用和推广。
例如，英国的斯旺西湾潮汐能发电站是世界上第一座商业化运营的潮汐能发电站，利用潮汐能发电为约10万户家庭提供电力。
此外，法国、加拿大、韩国等国家也在积极开展海洋潮流能发电技术的研究和实践。
海洋潮流能发电技术作为一种可再生能源技术，具有巨大的潜力和发展前景。
随着技术的不断进步和成本的降低，海洋潮流能发电有望成为未来能源领域的重要组成部分。
同时，海洋潮流能发电技术的发展也需要政府的支持和鼓励，通过制定相关政策和提供财政支持，促进技术的创新和推广应用。
海洋潮流能发电技术是一种利用海洋潮汐运动来发电的可再生能源技术。
它具有可预测性、环保性和可持续性等优点，是一种具有巨大发展潜力的能源解决方案。
在海底发电原理中的应用
在海底发电原理中的应用1. 引言随着能源需求的增长，人们对可再生能源的开发和利用越来越关注。
海洋能作为一种丰富的可再生能源的形式之一，具有巨大的潜力。
在海底发电技术中，通过利用水流、潮汐能和温度差等海洋能源来源，将其转化为电能，从而实现对海洋能的有效开发利用。
2. 海底发电原理海底发电技术的核心原理是利用水流、潮汐能和温度差等海洋能源来源。
以下列举几种常见的海底发电原理：•潮汐能发电：通过利用潮汐涨落的差异，使用海水进出的动力转动涡轮机，产生机械能，再通过发电机将其转化为电能。
•海流能发电：利用海流的巨大动能，通过在海底安装涡轮机或螺旋桨发电机，将海流的动能转化为电能。
•海水温差发电：利用海水中不同温度层之间的温差，通过热机循环过程，将热能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能。
3. 海底发电技术的应用海底发电技术在可再生能源领域具有重要的应用前景。
以下是一些海底发电技术的具体应用：3.1 潮汐能发电潮汐能发电是目前应用最广泛的海底发电技术之一。
潮汐能发电厂通常建在海湾、海峡或潮汐能资源丰富的地区，利用潮汐涨落的差异来发电。
这种技术稳定可靠，具有高效能和低排放的特点，潮汐能发电已经成为一种重要的可再生能源。
3.2 海流能发电海流能发电根据海流的速度和方向来确定发电机组的布置方式。
通过将涡轮机或螺旋桨发电机安装在海底，利用海流的动能来推动转子转动，进而产生电能。
这种技术可以充分利用海洋中的能源资源，对环境影响较小，具有巨大的潜力。
3.3 海水温差发电海水温差发电技术利用海水中不同温度层之间的温差来产生能量。
通常使用的是温差发电机或温差发电系统，通过两个存储温差的介质之间的热交换，产生机械能并转化为电能。
这种技术对太阳能和海洋能利用效率较高，适用于深海等环境。
3.4 其他海底发电技术除了以上介绍的技术外，还有其他一些海底发电技术正在研发和应用中。
例如，利用压电效应发电、利用海底水压差发电等。
这些技术在海底能源开发利用方面有着独特的优势，将为可再生能源领域的发展带来新的机遇。
海洋能多种发电技术
5.3.3 波浪发电装置的基本构成 波浪能采集和机械转换部分，大都源于以下几种基本思路：
利用物体在波浪作用下的振荡和摇摆运动；
利用波浪压力的变化；
通过波浪的会聚爬升将波浪能转换为水的势能。
波浪能转换发电系统的主要构造
5.3.4 波浪能的转换方式
波浪能的转换方式，大体上可分为四类： — 机械传动式 — 空气涡轮式 — 液压式 — 蓄能水库式
（2）挪威350kW 的TAPCHAN
1986 年，在挪威贝尔根附近一个小岛上，建造了一座装机容量为350kW 波浪能电站。
特色：开口约60 m的喇叭形聚波器和长约30m的楔形导槽。 电站从1986年建成后，一直正常运行到1991年，年平均输出功率约为75kW，是比较成功的一座波浪电站。据称其转换效率达65~75%。
01
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02
5.3.2.2 我国波浪能资源
01.
以机械能形式存在，在各种海洋能中品位最高；
02.
在海洋能中能流密度最大；
03.
在海洋中分布最广。
04.
可通过较小的装置实现其利用；
05.
可提供可观的廉价能量。
在海洋能中，波浪能除可循环再生以外，还有以下优点：
5.3.2.3 波浪能的优点
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，驱动发电机产生电力。 波浪能利用的关键是波浪能转换装置，通常经三级转换： 波浪能采集系统，捕获波浪的能量； 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； 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。
海洋能发电相关技术
海洋能发电相关技术
海洋能发电是一种利用海洋能源进行电力生产的技术。
海洋能源的利用具有广阔的前景和巨大的潜力，可以为人类提供可持续的、清洁的能源来源。
在海洋能发电技术中，常用的方法有潮汐能发电、海浪能发电和海洋温差能发电等。
潮汐能发电是利用海洋潮汐差异产生的动能将涡轮机转动，进而驱动发电机发电的过程。
潮汐能是一种可预测的能源，可以为沿海地区提供稳定的电力供应。
目前，潮汐能发电已经在一些国家得到了广泛的应用，取得了良好的效果。
海浪能发电是利用海浪的波动运动产生的机械能，通过波浪能转换装置将其转换为电能。
海浪能具有周期性和不断性的特点，可以为沿海地区提供持续稳定的能源供应。
海浪能发电技术相对成熟，但在实际应用中还面临一些技术和经济上的挑战。
海洋温差能发电是利用海洋表层水温和深层水温之间的温差差异驱动发电机发电的技术。
海洋温差能发电具有稳定可靠、无污染、可持续利用等优点，在海洋能发电技术中具有重要的地位。
目前，海洋温差能发电技术还处于研究和试验阶段，但已经取得了一些进展。
海洋能发电技术的发展离不开科技创新和政府支持。
随着科技的进步和经济的发展，海洋能发电技术将逐渐成熟并得到更广泛的应用。
海洋能发电不仅可以为人们提供清洁的能源，还可以促进经济的可
持续发展，推动能源结构的转型升级。
在未来，海洋能发电有望成为人类能源领域的重要组成部分。
随着技术的不断创新和进步，海洋能发电的效率将得到提高，成本将进一步降低，为人类提供更加可靠、清洁和可持续的能源供应。
相信通过大家的努力，海洋能发电技术一定会取得更大的突破，为人类创造更美好的未来。
海洋能多种发电技术
目 录
• 海洋能发电技术概述 • 潮汐能发电技术 • 海浪能发电技术 • 海洋温差能发电技术 • 海洋盐差能发电技术
01 海洋能发电技术概述
海洋能发电技术的定义与特点
定义
海洋能发电技术是指利用海洋能 资源转换为电能的技术，主要包 括潮汐能、波浪能、温差能、盐 差能等。
特点
海洋能发电技术具有清洁、可再 生、储量巨大等优点，同时也有 不稳定、能量密度低等局限性。
技术难度高
01
需要解决半透膜的耐久性和效率问题。
投资成本高
02
需要大规模投资才能实现经济效益。
地理位置限制
03
适合地理位置靠近海边、盐差较大的地区。
海洋盐差能发电技术的应用场景与实例
应用场景
适合在沿海地区、岛屿、离岸石油和天然气平台等使 用。
实例
目前全球范围内已有多个海洋盐差能发电项目在研究 和开发阶段，其中一些已进入试验阶段。例如，在美 国加利福尼亚州的沿海地区，有一项名为“Salinity Gradient Power”的项目正在进行中。
流程
低盐度海水通过半透膜进入高盐度水体，由 于渗透作用，产生压力，驱动涡轮机发电。
海洋盐差能发电技术的优缺点
要点一
可再生能源
要点二
无污染
海洋盐差能是一种无穷无尽的能源，不会耗尽。
发电过程中不产生任何污染物，对环境友好。
海洋盐差能发电技术的优缺点
• 能源稳定：受气候影响较小，发电量相对稳定。
海洋盐差能发电技术的优缺点
海洋温差能发电技术的优缺点
• 能源稳定：受气候变化影响较小，发电稳定性较 高。
海洋温差能发电技术的优缺点
技术难度高
需要解决复杂的技术问题， 如热交换器设计、介质选 择等。
海洋能发电技术的前沿研究与应用
海洋能发电技术的前沿研究与应用引言：随着全球能源需求的不断增长以及对环境的日益关注，海洋能发电技术作为一种可再生能源的重要组成部分，受到了广泛关注和研究。
海洋能发电技术具有潜力巨大，能够有效利用海洋的能量资源，实现清洁能源的开发和利用。
本文旨在介绍海洋能发电技术的前沿研究进展以及其在实际应用中的挑战和前景。
一、潮汐能发电技术的研究与应用1. 潮汐能发电原理潮汐能是指利用海洋潮汐运动中所蕴含的潮汐能量来发电的一种技术。
潮汐能发电的原理是利用潮汐运动带来的水流能量，通过水轮机转动发电机发电。
潮汐能发电具有可预测性和稳定性的特点，对于提供清洁、可持续的能源具有重要意义。
2. 潮汐能发电技术的研究进展潮汐能发电技术的研究主要集中在以下几个方面：（1）水轮机设计与优化：研究人员致力于设计高效、可靠的水轮机，以最大限度地转化潮汐能为电能。
通过模拟分析和实验验证，不断改进水轮机的设计和运行参数。
（2）开发新型设备：为了提高潮汐能发电的效率和可持续性，研究者发展了一系列新型设备，如潮流涡轮机、漂浮式设备等。
这些设备在减小环境影响、提高发电效率等方面具有突出优势。
（3）电力传输和储存技术：潮汐能发电通常需要将发电的电能传输到岸上或集中供电系统中。
因此，研究人员开发了高效的电力传输和储存技术，以解决潮汐能发电的变化性和波动性带来的挑战。
3. 潮汐能发电技术的应用前景潮汐能发电技术已经在一些国家得到了应用。
例如，法国的拉韦尔潮汐能发电站是全球最大的潮汐能发电站之一。
潮汐能发电技术在解决区域性能源需求和减少碳排放方面具有巨大潜力。
未来，随着技术的进一步发展和成本的降低，潮汐能发电有望成为清洁能源发展的重要支撑。
二、海洋热能发电技术的研究与应用1. 海洋热能发电原理海洋热能发电是指利用海洋中的温差来产生动力，通过热能转换为电能的技术。
海洋中存在着温度差异，利用该差异来进行发电成为一种可行的技术。
常见的海洋热能发电方式有温差发电和深海温差发电。
海洋能发电技术
2.1.2波浪能的转换方式
4.蓄能水库式
也叫收缩斜坡聚焦波道式，其实就是借助上 涨的海水制造水位差，然后实现水轮机发电， 类似潮汐发电。 这类装置结构相对简单，而且由于有水库储 能，可实现较稳定和便于调控的电能输出，是 迄今最成功的方式之一。 但一般效率不高，而且对地形条件依赖性强， 应用受到局限。
2.海洋能的分类与应用
实际的威尔斯涡轮机照片
2.海洋能的分类与应用
2.1.4典型的波浪能发电装置
2.海洋能的分类与应用
未 下 水 的 漂 浮 式 振 荡 浮 子 波 浪 能 发 电 装 置
固 定 安 装 式 振 荡 浮 子 波 浪 能 发 电
海中漂浮式振荡浮子波浪能发电装置
2.海洋能的分类与应用
日本的沿岸悬挂摆式波浪能发电装置示意图
2.海洋能的分类与应用
2.1.4典型的波浪能发电装置
（6）收缩坡道式
在电站入口处设置喇叭形聚波器和逐 渐变窄的楔形导槽，当波浪进入宽阔一端 向里传播时，波高不断地被放大，直至波 峰溢过边墙，转换成势能。水流从楔形流 道上端流出，进入一个水库，然后经过水 轮机返回大海。
日本巨鲸号
2.海洋能的分类与应用
实际中的靠岸式振荡水柱波浪能发电装置——英国75kW 和500kW 的LIMPET
2.海洋能的分类与应用
中国广东汕尾100kW 岸基OWC 2001 年建成的100 kW 岸式波力电站，位于广东省汕尾市遮浪镇，是一 座与并网运行的岸式OWC型波浪能电站。
2.海洋能的分类与应用
2.1.4典型的波浪能发电装置
冲击式涡轮机的结构
2.海洋能的分类
2.海洋能的分类与应用
2.1.4典型的波浪能发电装置
带发电机的冲击式涡轮机
海洋能的发电方式
海洋能的发电方式海洋热能发电有两种方式：第一种是将低沸点工质加热成蒸汽。
第二种是将温水直接送入真空室使之沸腾变成蒸汽。
蒸汽用来推动汽轮发电机发电，最后从600～1000米深处抽冷水使蒸汽冷凝。
第一种采取闭式循环，第二种采取开式循环。
海水温差发电，1930年在法国首次试验成功，只是当时发出的电能不如耗去的电力多，因而未能付诸实施。
现在，许多国家都在进行海水温差发电研究。
实践证明，开式循环比闭式循环有更多的优点：①以温海水作工质，可避免氨或二氯二氟甲烷等有毒物质对海洋的污染；②开式循环系直接接触热交换器，价廉且效率高；③直接接触热交换器可采用塑料制造，在温海水中的抗腐蚀性高；④能产生副产品——蒸馏水。
开式循环也有缺点：产生的蒸汽密度低，汽轮机体积大；变成蒸汽的海水排回海洋后，会影响附近生物的生存环境。
海洋温差发电是以非共沸介质（氟里昂-22与氟里昂-12的混合体）为媒质，输出功率是以前的1.1～1.2倍。
一座75千瓦试验工厂的试运行证明，由于热交换器采用平板装置，所需抽水量很小，传动功率的消耗很少，其他配件费用也低，再加上用计算机控制，净电输出功率可达额定功率的70％。
一座3000千瓦级的电站，每千瓦小时的发电成本只有50日元以下，比柴油发电价格还低。
人们预计，利用海洋温差发电，如果能在一个世纪内实现，可成为新能源开发的新的出发点。
潮汐发电汹涌澎湃的大海，在太阳和月亮的引潮力作用下，时而潮高百丈，时而悄然退去，留下一片沙滩。
海洋这样起伏运动，日以继夜，年复一年，是那样有规律，那样有节奏，好像人在呼吸。
海水的这种有规律的涨落现象就是潮汐。
潮汐发电就是利用潮汐能的一种重要方式。
据初步估计，全世界潮汐能约有10亿多千瓦，每年可发电2～3万亿千瓦时。
我国的海岸线长度达18000千米，据1958年普查结果估计，至少有2800万千瓦潮汐电力资源，年发电量最低不下70 0亿千瓦时。
世界著名的大潮区是英吉利海峡，那里最高潮差为14.6米，大西洋沿岸的潮差也达4～7.4米。
海洋能发电的技术
海洋能发电的技术在我们所生活的地球上，海洋占据了绝大部分的面积。
海洋不仅拥有丰富的生物资源、矿产资源，还蕴含着巨大的能量。
而海洋能发电技术的出现，为解决全球能源危机带来了新的希望。
海洋能主要包括潮汐能、波浪能、海流能、温差能和盐差能等。
这些能源形式各具特点，其发电技术也不尽相同。
潮汐能发电是海洋能发电中较为成熟的一种技术。
潮汐的涨落是由于月球和太阳对地球的引力作用引起的。
在海湾或河口等地形特殊的地方，潮汐的落差较大，从而形成了强大的势能。
潮汐能发电就是利用这一势能，通过建造水坝，在涨潮时将海水储存在水库内，落潮时放出海水，利用水位差推动水轮机旋转，进而带动发电机发电。
潮汐能发电具有可预测性强、能量稳定等优点，但也存在着建设成本高、对环境影响较大等问题。
波浪能发电是另一种具有潜力的海洋能发电技术。
波浪的产生是由于风与海面的相互作用。
波浪能具有能量密度高、分布广泛的特点。
目前，波浪能发电装置主要有振荡水柱式、点头鸭式、筏式等。
振荡水柱式装置通过波浪的起伏使气室内的空气往复运动，从而驱动涡轮机发电；点头鸭式装置则是利用装置在波浪作用下的上下运动来发电；筏式装置则是通过多个浮体在波浪作用下的相对运动来获取能量。
然而，波浪能发电技术目前仍面临着能量转换效率低、装置可靠性差等挑战。
海流能发电利用的是海洋中的海流运动所蕴含的动能。
海流就像海洋中的河流，其流速较为稳定。
海流能发电装置通常类似于水下风车，通过海流推动叶片旋转来带动发电机工作。
但海流能发电需要在特定的海域进行，且装置的安装和维护难度较大。
温差能发电基于海洋表层海水与深层海水之间的温度差。
在热带和亚热带海域，表层海水温度较高，而深层海水温度较低。
温差能发电装置利用这一温差，通过某种工质（如氨、丙烷等）的蒸发和冷凝过程来驱动涡轮机发电。
然而，温差能发电技术目前存在着成本高昂、效率较低等问题。
盐差能发电则是利用海水和淡水之间的盐度差所产生的渗透压来发电。
海水发电原理
海水发电原理
海水发电是利用海水中潮汐、波浪、温差、盐浓度等能源转化为电能的一种新型能源技术。
海水发电的原理主要包括以下几个方面：
1. 潮汐能利用海水潮汐的涨落来发电。
通过建设潮汐发电站，利用潮汐涨落过程中的水流能量来带动涡轮机发电。
当潮汐涨潮时，海水被引入发电站水库中，在涨潮过程中水库积蓄水能。
当潮水涨至一定高度时，通过释放蓄积的水能使涡轮机发电；当潮水退潮时，再通过涡轮将电能转化为机械能，带动发电机发电。
2. 波浪能利用海洋波浪的能量来发电。
通过部署在海洋上的浮式、半浸式或全浸式波浪能发电装置，利用波浪运动带动装置发电。
当海浪进入波浪装置时，波浪的能量被转化为液压能或机械能，然后再由液压机械或涡轮机转化为电能。
3. 温差能利用海水中不同温度层之间的温差来发电。
海水温度差异产生的热能可以通过海水温差能发电装置转化为电能。
由于海水的导热性较好，通过将冷却剂和加热剂通过管道循环流动，使其在不同温度的海水间传导热量，热能被转化为机械能，再由发电机转化为电能。
4. 盐差能利用海水中含盐度的差异来发电。
通过部署在海水中的盐差能发电装置，利用盐水与淡水之间的盐度差异来产生压力或导电的离子流动，将其转化为电能。
这主要是通过反渗透膜、离子交换膜或其他离子选择性膜来实现的。
综上所述，海水发电利用海洋资源中的潮汐、波浪、温差、盐浓度等能源进行能量转化，进而产生电能。
这种清洁能源技术具有可再生、稳定性好、环境友好等优势，对推动可持续发展和缓解能源危机具有重要意义。
2024年海洋能发电市场分析现状
2024年海洋能发电市场分析现状概述海洋能发电是一种利用海洋能源进行发电的可再生能源技术。
随着全球能源危机的临近和对环境污染的关注，海洋能发电作为一种清洁能源形式，逐渐受到人们的重视。
本文将对海洋能发电市场的现状进行分析，包括发展趋势、市场规模和主要参与者等方面。
市场发展趋势海洋能发电市场目前处于快速发展阶段，并呈现出以下几个发展趋势：1. 国际合作加强随着各国对可再生能源的需求增加，国际合作在海洋能发电领域变得越来越重要。
许多国家共同合作推动技术研发、市场推广和政策制定，以实现海洋能发电的商业化。
国际合作不仅有助于技术的进步，还可以分享经验和资源，降低成本。
2. 技术创新推动市场增长海洋能发电技术不断创新，新型设备和系统的推出极大地推动了市场的增长。
例如，潮汐能发电、波浪能发电和海流能发电等技术不断完善，提高了能效和可靠性，降低了成本。
这些技术创新促使更多的投资者和开发商进入市场。
3. 政府扶持政策的增加随着环境保护和能源转型的需求增加，许多国家开始出台扶持政策来推动海洋能发电的发展。
政府补贴、税收减免和优惠政策等鼓励措施吸引了更多的投资者进入市场。
政府的支持将进一步推动市场的发展和壮大。
市场规模目前海洋能发电市场规模不断扩大，预计在未来几年将保持稳定增长。
以下是一些市场规模的关键指标：•全球装机容量增长：根据市场研究报告，截至2020年，全球海洋能发电装机容量已达到XX GW，预计到2030年将增长至XX GW。
•市场价值增长：海洋能发电市场的价值也在不断增长，预计到2025年将达到XX亿美元。
•区域市场分布：目前，欧洲地区是全球海洋能发电市场的主要消费地区，其占据了XX%的市场份额。
亚太地区和北美地区也在快速发展，预计未来几年将成为重要的市场。
主要参与者海洋能发电市场涉及多个参与者，包括早期创新企业、设备制造商和能源开发公司等。
以下是一些主要的参与者：1.早期创新企业：许多早期创新企业致力于海洋能发电技术的研发和商业化。
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2.海洋能的分类与应用2.2.3海 Nhomakorabea能发电原理
1）轮叶式海流发电 原理和风力发电类似，利用海流推动轮叶，带动发电机。 轮叶的转轴有与海流平行的，也有与海流垂直的，如图所示。
2.海洋能的分类与应用
轮叶式发电实例
海流发电设施(300kW，英国南部 Devon海域)
2.海洋能的分类与应用
轮叶式发电实例
2.1.2波浪能的转换方式
4.蓄能水库式
也叫收缩斜坡聚焦波道式，其实就是借助上 涨的海水制造水位差，然后实现水轮机发电， 类似潮汐发电。 这类装置结构相对简单，而且由于有水库储 能，可实现较稳定和便于调控的电能输出，是 迄今最成功的方式之一。 但一般效率不高，而且对地形条件依赖性强， 应用受到局限。
2.海洋能的分类与应用
2.2海流能
成因：
是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有关。海流能是流动海水的 动能，与流速的平方和流量成正比。相对波浪而言，海流能的变化平稳且有规 律。洋流方向基本不变，流速也比较稳定；潮流会周期性地改变大小和方向。
日本的沿岸悬挂摆式波浪能发电装置示意图
2.海洋能的分类与应用
2.1.4典型的波浪能发电装置
（6）收缩坡道式
在电站入口处设置喇叭形聚波器和逐 渐变窄的楔形导槽，当波浪进入宽阔一端 向里传播时，波高不断地被放大，直至波 峰溢过边墙，转换成势能。水流从楔形流 道上端流出，进入一个水库，然后经过水 轮机返回大海。
日本巨鲸号
2.海洋能的分类与应用
实际中的靠岸式振荡水柱波浪能发电装置——英国75kW 和500kW 的LIMPET
2.海洋能的分类与应用
中国广东汕尾100kW 岸基OWC 2001 年建成的100 kW 岸式波力电站，位于广东省汕尾市遮浪镇，是一 座与并网运行的岸式OWC型波浪能电站。
2.海洋能的分类与应用
海蛇筏式波浪能转换装置的运动状态
2.海洋能的分类与应用
2.1.4典型的波浪能发电装置
海蛇关节的液压系统
2.海洋能的分类与应用
海蛇筏式波浪能转换装置的头部
2.海洋能的分类与应用
实际中的海蛇式发电
2.海洋能的分类与应用
2.1.4典型的波浪能发电装置
（5） 摆式（Pendulum）
摆式波浪能是利用海水波动推动摆 板来回摆动吸收波浪的能量。在悬挂摆式 波浪能课件中介绍的摆动板依靠重力悬挂 在支轴下方，本课件介绍的浮力摆板的支 轴在下方海底，摆板依靠浮力立在支轴的 上方。 浮力摆的摆板为空心的板状体，摆板有 两个摆板臂，在摆板臂上有摆板的主轴， 在摆板体上有活塞杆支座。活塞杆通过轴 联接浮力摆，活塞杆可在液压缸中来回移 动。
2.1.2波浪能的转换方式
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。
2.1.2波浪能的转换方式
3.液压式
通过某种泵液装置将波浪能转 换为液体的压能或位能，再由 油压马达或水轮机驱动发电机。
这类装置结构复杂，成本也较 高。
但由于液体的不可压缩性，当 与波浪相互作用时，液压机构 能获得很高的压强，转换效率 也明显高。
2.海洋能的分类与应用
全球洋流分布图
2.海洋能的分类与应用
全球洋流分布数据表
规模 名称 线路 流速 流量
第一大洋流 墨西哥湾暖流
由及汇聚于和后，经流 流动速度最快时每 总流量每秒7400万 出 小时9.5千米 到9300万立方米
由北赤道发源，经菲律 在南部海域为6公里 平均流量3790万立 太平洋的黑潮 宾，紧贴东部进入东海， /小时，北部海域减 第二大洋流 方米/秒 暖流 然后经，沿日本列岛的 至1～2公里/小时 南部流去 在南、北赤道流之间与 4630-5390万立方 其流向相反的由西向东 1.4-2.6公里/小时 米/ 秒 流动的表层海流 沿非洲大陆以南海域流 3000左右万立方米 0.9-2.8公里/小时 动 /秒 位于印度洋北部赤道以 2000—3000万立方 0.9-2.8公里/小时 北海域 米/ 秒
实际中的振荡浮子发电装置
2.海洋能的分类与应用
2.1.4典型的波浪能发电装置
（2） 振荡水柱式（OWC）
水注上升和下降时， 气流方向是相反的，气 轮机的旋转方向如果来 回变化，发电也时正时 负。
2.海洋能的分类与应用
实际中的漂浮式振荡水柱式发电装置
2.海洋能的分类与应用
漂浮式振荡水柱发电装置
2.1.4典型的波浪能发电装置
冲击式涡轮机的结构
2.海洋能的分类与应用
2.1.4典型的波浪能发电装置
冲击式涡轮机的气动原理
2.海洋能的分类与应用
2.1.4典型的波浪能发电装置
带发电机的冲击式涡轮机
2.海洋能的分类与应用
2.1.4典型的波浪能发电装置
（3） 点头鸭式（duck）
鸭子的“胸脯”对着海浪传播 的方向，随着海浪的波动，像不倒 翁一样不停地摆动。摇摆机构带动 内部的凸轮/铰链机构，改变工作液 体的压力，从而带动工作泵，推动 发电机发电。
2.海洋能的分类与应用
2.1.3波浪能装置的安装模式
根据系留状态，波浪能转换装置可分为固定式和漂浮式。
各种波浪能转换装置，往往都需要一个主梁或主轴，即一种居中的、 稳定的结构，系锚或固定在海床或海滩。 根据主梁与波浪运动方向的关系，波浪能转换装置可分为：
（1）终结型模式…… （2）减缓型模式…… （3）点吸收模式……
1.1海洋能特点
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；
属于一种洁净能源，无污 染；
能量多变，具有不稳定性， 运用起来比较困难；
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。
2.海洋能的分类与应用
2.海洋能的分类与应用
2.1.1海浪的类型
2.海洋能的分类与应用
点头鸭式发电
2.海洋能的分类与应用
2.1.4典型的波浪能发电装置
（4） 筏式（Raft-type）
筏式波浪能转换装置由筏体、铰接链 、液压系统组成，筏式波浪能转换装置顺 波浪方向布置，筏体随波浪运动，把波浪 能转换为筏体运动的机械能。 筏体是一个扁盒式的空心浮子，在筏体 一端有铰链臂，臂中穿有铰链轴，
第三大洋流
赤道逆流
第四大洋流 厄加勒斯暖流
第五大洋流
季风暖流
2.海洋能的分类与应用
2.2.2海流能的优点
1.不必像潮汐发电那样，修筑大坝，还要担心泥沙淤积； 2.不像海浪发电那样，电力输出不稳。 3.目前海流发电虽然还处在小型试验阶段，它的发展还不及潮汐发 电和海浪发电，但人们相信，海流发电将以稳定可靠、装置简单的 优点，在海洋能的开发利用中独树一帜。
北爱尔兰的斯特兰福德港湾安装SeaGen
2.海洋能的分类与应用
垂直式发电实例
helical螺旋叶片涡轮机
2.海洋能的分类与应用
2.2.4海流能发电实例
2）水下发电风筝 有些时候海面下一定深度的海水流
速会更快些，把发电机转轮放在水下一
定深度会得到更好的效果。而且不会影 响航道。瑞典汽车制造商萨博公司 （Saab）研制出一种水下发电风筝，如 图所示。
波浪能转换发电系统的主要构造
Wave Energy Convertors connected to subsea connections units with two cables to onshore substation.
2.1.2波浪能的转换方式
1.机械传统式
机械式装置多事早期的设计，往 往结构笨重，可靠性差，并没有 获得实用
利用：
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。。
2.海洋能的分类与应用
2.2.1海流的能量及我国的海流能资源分布
一般说来，最大流速在2m/s 以 上的水道，海流能均有实际开发价值。 潮流的流速一般2～5.5km/h，在狭窄 海峡或海湾里，流速会很大。例如杭 州湾海潮。洋流的动能非常大，如佛 罗里达洋流和墨西哥洋流。 海流能资源在全国沿岸的分布， 在辽宁、山东、浙江、福建和台湾沿 海的海流能较为丰富。根据沿海能源 密度、理论蕴藏量和开发利用的环境 条件等因素，浙江舟山和渤海海峡等 海域条件良好。
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。
。
2.海洋能的分类与应用
2.1.1海浪的类型
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。
2.海洋能的分类与应用
2.1.1海浪的类型
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。
1.海洋能简介
《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)×1019 kJ，实际可 用装机(1.3-1.5)×106 MW； 盐差能资源理论蕴藏量约为3.9×1015 kJ，理论功率 为1.25×105 MW。
2.海洋能的分类与应用
2.1.4典型的波浪能发电装置
摆式发电原理图
2.海洋能的分类与应用