潮流能发电装置的研发【开题报告】

开题报告

海洋科学

潮流能发电装置的研发

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

1、国内外研究动态

人类对潮流现象的观察、认识由来已久。但是，基于各种原因，直到1970年代，人类才开始研究潮流能的利用问题，近年来，由于传统潮汐发电因环境影响等问题在许多国家受阻，人们才开始重视潮流能发电的开发及规划建设问题。

美国是世界上最早开展海流发电研究的国家之一。1973年美国首先提出在佛罗里达海域采用“科里奥利斯”巨型海流发电装置发电的方案，该方案为一种管道形水轮发电机，机组长110米，装置布置在海平面以下30米处，当海流速度为2.3m/s时，可以发电83MW。

加拿大大不列颠哥伦比亚潮汐能公司与英国MCT公司合作，计划在温哥华Campbell河建设至少装机3台Seagen型1.2MW机组的潮流能发电场；2009年4月，加拿大新斯科帝亚动力司与英国Open Hydro公司签订合同，在芬地湾建设一个1MW 的潮流能发电站。

英国是目前世界上潮流能发电技术最先进的国家，也是世界上潮流能开发利用较早、较多的国家。2003年，英国在德文郡的Lynmouth外海投运首台300KW的SeaFlow型潮流能发电机组；2008年4月，1.2MW的SeaGen型潮流能发电机组在北爱尔兰Strangford湖投入运行，2008年12月，机组满发、超发。Strangford潮流能发电站将共安装10台1.2MW机组，总装机容量达到12MW。目前，英国正在苏格兰和北威尔士建设大型潮流能发电场，将安装1.2MW及1.5MW的SeaGen型机组及其他型式的潮流能发电机组。

中国是世界上最早开展潮流能发电试验的国家之一。1958年在大跃进的热潮中，广东顺德县水电局在桂畔海水闸进行了潮流能发电试验。试验水轮机转子直径0.6m，

长4.5m，两台装置均可在流速1m/s及以上的潮流下发电，但发电功率较低，仅700W 左右。同年冬天，山东水利科学研究所在山东荣城县斜口湾进行了潮流能发电试验，在两台相连的船上安装两台水轮机，带动一台5KW的发电机发电，但由于结构设计不当，在最大流速0.8m/s～0.9m/s时，输出电压也不足200V，只能带动一台石磨用于粮食加工。

2、选题依据和意义

20世纪以来，对煤炭、石油、天然气等化石燃料的大规模开发和利用，一方面创造了人类历史上空前繁荣的物质文明，另一方面，也造成了大量的资源浪费和污染物、温室气体的排放。当前，作为常规能源的化石燃料的储量正在一天天减少，而空气污染、全球变暖、臭氧空洞等环境问题也在一天天严重。这种不可持续的发展模式己遭到很多国家的摒弃，开发新能源、研究新的节能技术，走可持续发展道路已成为社会各界的共识。20世纪70年代以来，世界各国越来越清楚地认识到世界上已知的非再生能源正在日益迅速地减少，而且很可能在可见的将来被用尽。针对这一严峻的情况，技术先进的国家开始注意可再生能源，海洋能作为一种取之不尽的可再生能源，越来越受到人们的重视。

21世纪将是海洋经济时代，浩瀚无垠的海洋是生命起源的摇篮，是资源和能源的宝库，也是人类实现可持续发展的重要基地。自古以来，凡是重视海洋的国家都成了当时的发达国家。当今世界，人类正面临着“全球人口不断膨胀，陆地资源和能源日趋严峻”的危机，于是都把发展的希望寄托于占地球表面积71%的海洋，都在重新估价海洋，坚定不移地向海洋进军。尤其是海洋能源是地球上最大的能源储备，是不需要燃料的理想能源，是不污染环境的清洁能源，是可再生能源。利用海洋能发电既经济，又不占用土地，不受气候影响，也不污染环境，实为利用价值极高、潜力巨大的新能源，它将是未来新能源中相当重要的部分。现在，越来越多的国家都把合理有序地开发利用海洋资源和能源、保护海洋环境作为求生存、求发展的基本国策。世界各国竞相研究如何利用蕴藏在深海中的多种资源和能源，竞相研究如何利用海洋高科技开发技术。一个开发利用和保护海洋资源和能源、攻克现代尖端技术—海洋高科技开发技术的世纪之潮已经兴起，从蓝色的海洋中索取应有尽有的资源和能源，使海洋资源和能源成为世界经济的新的增长点，正成为时代的特征。

中国是人口众多的发展中国家，改革开放以来，中国的科学、技术以及经济发展取得了令世人瞩目的成绩，但我国东部和西部的发展很不均衡，城乡之间的差距也很大。中国有9亿多人口生活在农村，其中尚有1.2亿人口没用上电。能源短缺，特别是边远地区的能源短缺极为严重，在很大程度上阻碍了这些地方的经济和社会发展。从能源发展战略的高度来审视，中国必须寻求一条可持续发展的能源道路。由此可见，中国开发利用海洋能具有其特殊而深远的意义。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：

（1）潮流能发电的原理

（2）现今已有的潮流能发电装置及优缺点

（3）设计小型水平轴流式三叶片潮流能发电机，计算其能量转化率

三、研究步骤、方法及措施：

研究步骤：1、查阅论文相关参考文献，通过大量阅读，充分了解本论文的工作内容和重点；

2、制定论文完成的进度规划，安排好时间；

3、根据掌握的知识，达到体系功能实现，完成论文。

研究方法与措施：资料收集、资料分析、CAD设计图、信息录入、论文撰写。

四、参考文献

[1] 张勇，催蓓蓓，邱雨晨，潮流发电的一种开发潮汐能的新方法[J].能源技术，2009.9(4).

[2] 李波，李龙，杨丽，杨雪林，肖玉平，潮流能的利用及研究状况[J].能源技术，2009.

[3] 张萧，海流能发电及模拟装置的研制[D].长春：东北师范大学，2009:5～7.

[4] 林成武，变速恒频双馈风力发电机励磁控制技术研究[D].沈阳工业大学.2005年

[5] 卞松江，变速恒频风力发电关键技术研究[D].浙江大学.2003年.

[6] 吕新刚，乔方利，海洋潮流能资源估算方法研究进展[J].海洋科学进展.2008.01.

[7].戴庆忠，潮流能发电及潮流能发电装置[J].东方电机，2010.2.

[8] 刘宏伟，水平轴海流能发电机械关键技术研究[J].浙江大学.2009.06.

[9] 李桂香，全球潮汐能的开发的利用[J].海洋信息.1997.06.