《清潔能源利用技術(shù)》第五章海洋能利用技術(shù)第五章海洋能利用技術(shù)5.1什么是海洋能5.2海洋能的特點(diǎn)5.3海洋能的開發(fā)利用5.4課程小結(jié)第五章海洋能利用技術(shù)內(nèi)容概要一、什么是海洋能二、海洋能的特點(diǎn)三、海洋能的開發(fā)利用

1、潮汐能及其利用

2、波浪能及其利用

3、溫差能及溫差發(fā)利用

4、鹽差能及鹽差發(fā)電海洋5.1什么是海洋能三分陸地（29%），七分海洋（71%），13.5億萬立方千米的水，占地球總水量的97%海洋資源5.1什么是海洋能海洋資源種類豐富，大量未知與未開發(fā)的潛在資源海洋資源5.1什么是海洋能海洋自然資源的分類海洋能5.1什么是海洋能海洋能是指依附在海水中的可再生能源，海洋通過各種物理過程接收、儲存和散發(fā)能量，這些能量以潮汐能、波浪能、溫差能、鹽差能、海流能等形式存在于海洋之中。定義海洋能的類型與比例第五章海洋能利用技術(shù)5.1什么是海洋能5.2海洋能的特點(diǎn)5.3海洋能的開發(fā)利用5.4課程小結(jié)海洋能的特點(diǎn)總量巨大，但分布分散、不均,能流密度低，利用效率不高，經(jīng)濟(jì)性差具有可再生性有較穩(wěn)定與不穩(wěn)定能源之分較穩(wěn)定：溫度差能、鹽度差能、海流能不穩(wěn)定：變化有規(guī)律：潮汐能、潮流能變化無規(guī)律：波浪能屬于清潔能源5.2海洋能的特點(diǎn)第五章海洋能利用技術(shù)5.1什么是海洋能5.2海洋能的特點(diǎn)5.3海洋能的開發(fā)利用5.4課程小結(jié)潮汐能5.3海洋能的開發(fā)利用潮汐能是以勢能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能，是指海水潮漲和潮落形成的水的勢能與動(dòng)能。它包括潮汐和潮流兩種運(yùn)動(dòng)方式所包含的能量，潮水在漲落中蘊(yùn)藏著巨大能量，這種能量是永恒的、無污染的能量。潮汐能月球?qū)Φ厍虺毕绊懥s占70%，太陽占30%不到，其他行星的影響力只有0.6%。潮水漲落與月球有最主要的密切關(guān)系，但一天兩次漲落與月球公轉(zhuǎn)基本沒有關(guān)系，只與地球自轉(zhuǎn)有關(guān)。地月關(guān)系對潮汐的影響潮汐能發(fā)電5.3海洋能的開發(fā)利用潮汐發(fā)電利用潮水的漲、落產(chǎn)生的水位差所具有的勢能來發(fā)電。從能量的角度來看，就是將海水的勢能和動(dòng)能，通過水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)化為電能的過程。原理潮汐發(fā)電原理潮汐能發(fā)電5.3海洋能的開發(fā)利用潮汐電站運(yùn)行原理選址條件①選擇淺窄的海峽、海灣和河口區(qū)域②潮差足夠大----取決于河口喇叭形的形狀③海岸能儲蓄大量海水，并進(jìn)行土建施工------口小腹大，地形平坦的地區(qū)潮汐能發(fā)電5.3海洋能的開發(fā)利用

由于常規(guī)電站廉價(jià)電費(fèi)的競爭，建成投產(chǎn)的商業(yè)用潮汐電站不多。然而，由于潮汐能蘊(yùn)藏量的巨大和潮汐發(fā)電的許多優(yōu)點(diǎn)，人們還是非常重視對潮汐發(fā)電的研究和試驗(yàn)。中國的潮汐發(fā)電站：廣東—順德、東灣、山東—乳山、上海—崇明潮汐能發(fā)電5.3海洋能的開發(fā)利用前景與現(xiàn)狀1957年我國在山東乳山建成了第一座潮汐發(fā)電站。2007年停產(chǎn)，累計(jì)運(yùn)行28.4萬小時(shí)，總發(fā)電量2026萬度。前景與現(xiàn)狀潮汐能發(fā)電5.3海洋能的開發(fā)利用國外發(fā)展歷史潮汐能發(fā)電5.3海洋能的開發(fā)利用1968年，法國，朗斯潮汐電站，裝機(jī)容量24萬千瓦，年發(fā)電量可達(dá)5.44億度。1968年，俄羅斯，在基斯拉雅建成了裝機(jī)容量0.4萬千瓦潮汐電站。1984年，加拿大，在安那波利斯建成潮汐電站，裝機(jī)容量為1.78萬千瓦的。2008年，愛爾蘭，在斯特蘭福德灣安裝了新型潮汐能渦輪發(fā)電機(jī)。成為首臺與國家電網(wǎng)相連的潮汐能發(fā)電機(jī)，發(fā)電能力12兆瓦，可滿足1000戶家庭的用電需求。目前世界上擬建的大型潮汐電站有20多座，其中裝機(jī)容量百萬千瓦級的就有9座。預(yù)計(jì)到2030年，世界潮汐電站的年發(fā)電總量將達(dá)600億度。（1）蘊(yùn)藏量十分可觀。（2）中國潮汐能資源的地理分布十分不均勻。

主要集中在華東沿海（以福建、浙江、上海長江北支為最多）占中國可開發(fā)潮汐能的88%。（3）缺乏優(yōu)越的港灣壩址。平原型：杭州灣以北，潮差較小港灣型：杭州灣以南，港灣海岸較多，潮差較大浙、閩兩省沿岸為雖有豐富的潮汐能資源，但開發(fā)存在較大的困難，需解決水庫的泥沙淤積問題。我國潮汐能資源特點(diǎn)潮汐能發(fā)電5.3海洋能的開發(fā)利用波浪能5.3海洋能的開發(fā)利用波浪能是指海洋表面波浪所具有的動(dòng)能和勢能。是海洋能源中能量最不穩(wěn)定的一種能源。波浪的能量與波高的平方、波浪的運(yùn)動(dòng)周期以及迎波面的寬度成正比。波浪能實(shí)質(zhì)上是吸收了風(fēng)能而形成的。能量傳遞速率和風(fēng)速有關(guān)，也和風(fēng)與水相互作用的距離有關(guān)。定義1.波浪能以機(jī)械能形式出現(xiàn)，是海能中品位最高的能量；2.波浪能的能流密度最大

在太平洋、大西洋東海岸緯度40～60°區(qū)域，波浪能可達(dá)到30～70kW/m，某些地方達(dá)100kW/m。3.波浪能是海洋中分布最廣的可再生能源波浪能的優(yōu)點(diǎn)5.3海洋能的開發(fā)利用

波浪發(fā)電是波浪能利用的主要方式，此外，波浪能還可以用于抽水、供熱、海水淡化以及制氫等。波浪能利用的關(guān)鍵是波浪能轉(zhuǎn)換裝置（三級轉(zhuǎn)換）：第一級為受波體，它將大海的波浪能吸收進(jìn)來；第二級為中間轉(zhuǎn)換裝置，它優(yōu)化第一級轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生出足夠穩(wěn)定的能量；第三級為發(fā)電裝置，與其它發(fā)電裝置類似。波浪能發(fā)電5.3海洋能的開發(fā)利用波浪能發(fā)電5.3海洋能的開發(fā)利用當(dāng)有波浪經(jīng)過時(shí)，彈性極強(qiáng)的橡膠管就會(huì)隨之上下擺動(dòng)，橡膠管內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生一股水流脈沖。脈沖匯集在尾部的發(fā)電機(jī)中，最終產(chǎn)生電能，然后通過海底電纜傳輸出去。水蟒波浪能發(fā)電5.3海洋能的開發(fā)利用溫差能5.3海洋能的開發(fā)利用

海洋溫差(Oceanthermalenergy)：又稱海洋熱能。是利用海洋中受太陽能加熱的暖和的表層水與較冷的深層水之間的溫差進(jìn)行發(fā)電而獲得的能量。海洋溫差能十分穩(wěn)定，無明顯的晝夜變化，可開發(fā)量巨大，不需儲能裝置即可提供基本負(fù)荷所需電力。定義基本原理：是借助一種工作介質(zhì)，使表層海水中的熱能向深層冷水中轉(zhuǎn)移，從而做功發(fā)電。溫差能發(fā)電5.3海洋能的開發(fā)利用1可再生的潔凈能源。2海水溫差能蘊(yùn)藏量豐富。北緯20℃至南緯20℃之間的海域最豐富。3海水溫差基本恒定，所以海水溫差能較穩(wěn)定，24小時(shí)不間斷，晝夜波動(dòng)小。4能量密度低，熱力循環(huán)和裝置的效率低。海水溫差始終在20~25℃之間，溫差小。溫差能發(fā)電5.3海洋能的開發(fā)利用海洋溫差能發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)國內(nèi)分部

中國的南海海域遼闊，水深大于800米的海域約140～150萬平方公里，位于北回歸線以南，太陽輻射強(qiáng)烈，是典型的熱帶海洋，表層水溫均在25°C以上。5000～800米以下的深層水溫在5°C以下，表深層水溫差在20～24°C，蘊(yùn)藏著豐富的溫差能資源。溫差能發(fā)電5.3海洋能的開發(fā)利用海洋溫差能發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀國外分部

美國:1979年8月美國在夏威夷建成第一座閉式Mini-OTEC裝置是溫差能利用的一個(gè)里程碑.這座50kw級的電站不僅系統(tǒng)地驗(yàn)證了溫差能利用的技術(shù)可行性，而且為大型化的發(fā)展取得了豐富的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

日本:日本在海水溫差能研究開發(fā)方面投資力度很大，并在海洋熱能發(fā)電系統(tǒng)和換熱器技術(shù)方面領(lǐng)先于美國。迄今日本共建造了3座海水溫差試驗(yàn)電站，均為岸基式。溫差能發(fā)電5.3海洋能的開發(fā)利用海洋溫差能發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀鹽差能5.3海洋能的開發(fā)利用鹽差能是指海水和淡水之間或兩種含鹽濃度不同的海水之間的化學(xué)電位差能，是以化學(xué)能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能。主要存在與河海交接處。同時(shí)，淡水豐富地區(qū)的鹽湖和地下鹽礦也可以利用鹽差能。能量密度最大。定義１、滲透壓法２、蒸汽壓法３、反電滲析電池法瑞典Statkraft公司從1997年開始研究鹽差能利用裝置，2003年建成世界上第一個(gè)專門研究鹽差能的實(shí)驗(yàn)室，2008年建設(shè)一座功率為2~4kW的鹽差能發(fā)電站。鹽差能發(fā)電5.3海洋能的開發(fā)利用1、地理分布不均。長江口及其以南的大江河口沿岸的資源量占全國總量的92.5%。2、沿海大城市附近資源最富集，特別是上海和廣東附近的資源量分別占全國的59.2%和20%；3、資源量具有明顯的季節(jié)變化和年際變化。（汛期多）4、山東半島以北的江河冬季均有1-3個(gè)月的冰封期，不利于全年開發(fā)利用。鹽差能發(fā)電5.3海洋能的開發(fā)利用我國鹽差能資源的特點(diǎn)

鹽差能的研究以美國、以色列的研究為先。但總體上，鹽差能研究還處于實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)水準(zhǔn)，離示范應(yīng)用還有較長的路程。鹽差能開發(fā)的技術(shù)關(guān)鍵是膜技術(shù)。除非半透膜的滲透流量能夠在目前水準(zhǔn)的基礎(chǔ)再提高一個(gè)數(shù)量級，并且海水可以不用經(jīng)過預(yù)處理，否則，鹽差能利用難以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。鹽差能發(fā)電5.3海洋能的開發(fā)利用鹽差能技術(shù)研究進(jìn)展材料一：一般在海河交匯處，當(dāng)?shù)c海水相遇時(shí)，淡水會(huì)自然地向海水滲透并產(chǎn)生滲透壓，這種能量被稱為“鹽差能”。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)海水含鹽度為3．5%時(shí)，其與河水之間的“鹽差能”相當(dāng)于240m水頭差的能量密度?！八畨核B壓系統(tǒng)”（乙圖所示）為“鹽差能”開發(fā)的試驗(yàn)方案之一。鹽差能發(fā)電5.3海洋能的開發(fā)利用鹽差能技術(shù)研究進(jìn)展材料二荷蘭阿夫魯戴克大壩（見甲圖）中段的首家“鹽差能”試驗(yàn)電廠已于2014年11月底發(fā)電。半透膜是鹽差能發(fā)電的核心部件之一，目前該電廠每平方米半透膜的發(fā)電功率為1．3瓦，而鹽差能發(fā)電要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)盈利，半透膜的發(fā)電功率應(yīng)達(dá)到每平方米2—3瓦，半透膜安裝總面積應(yīng)達(dá)到數(shù)百萬平方米。鹽差能發(fā)電5.3海洋能的開發(fā)利用鹽差能技術(shù)研究進(jìn)展第五章海洋能利用技術(shù)5.1什么是海洋能5.2海洋能的特點(diǎn)5.3海洋能的開發(fā)利用5.4課程小結(jié)海洋能開發(fā)利用（1）荷蘭“鹽差能”蘊(yùn)藏量豐富，請分析原因。答:臨海，海域廣闊（海岸線長）；河流眾多，水量穩(wěn)定。（2）與風(fēng)力發(fā)電相比，“鹽差能”發(fā)電有何優(yōu)勢？答：受天氣的影響小；占用土地少。（3）分析荷蘭嘗試開發(fā)“鹽差能”的原因。答：開發(fā)