新能源與分布式發(fā)電技術(shù)05海洋能多種發(fā)電技術(shù)ppt課件

1、新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電海洋的宏大威力海洋的宏大威力宏大的海浪可把宏大的海浪可把 13 13噸重的整塊巨石拋到噸重的整塊巨石拋到 20 20米高處，米高處，能把能把 1.7 1.7萬噸的大船推上海岸。萬噸的大船推上海岸。19681968年，一艘巨型油輪，在好望角海域被狂濤巨浪年，一艘巨型油輪，在好望角海域被狂濤巨浪折為兩段想想這是怎樣緣由？詳見教材引例故折為兩段想想這是怎樣緣由？詳見教材引例故事事假設(shè)海洋中蘊(yùn)藏的豐富能源可以為人類所用，那人類也許假設(shè)海洋中蘊(yùn)藏的豐富能源可以為人類所用，那人類也許再也不用為能源問題擔(dān)憂了。再也不用為能源問題擔(dān)憂了。新能源與分布式發(fā)

2、電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電5 海洋能多種發(fā)電技術(shù)海洋能多種發(fā)電技術(shù)關(guān)注的問題關(guān)注的問題浩瀚的海洋中蘊(yùn)藏著怎樣的能量？浩瀚的海洋中蘊(yùn)藏著怎樣的能量？海洋中的各種能量都是怎樣構(gòu)成的？海洋中的各種能量都是怎樣構(gòu)成的？大洋中的海流又能否利用？大洋中的海流又能否利用？不同深處的海水溫差如何轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽坎煌钐幍暮Ｋ疁夭钊绾无D(zhuǎn)變?yōu)殡娔?？咸海水中的鹽分和發(fā)電有什么聯(lián)絡(luò)？咸海水中的鹽分和發(fā)電有什么聯(lián)絡(luò)？海洋能發(fā)電的設(shè)備有什么特點(diǎn)？海洋能發(fā)電的設(shè)備有什么特點(diǎn)？海洋能發(fā)電的開展情況如何？海洋能發(fā)電的開展情況如何？教學(xué)目的教學(xué)目的了解海洋能資源的構(gòu)成緣由和表現(xiàn)特征，了解海洋能資源的構(gòu)成緣由和表現(xiàn)特征，

3、了解海洋能發(fā)電的各種方式和相關(guān)思緒，了解海洋能發(fā)電的各種方式和相關(guān)思緒，了解海洋能發(fā)電的特點(diǎn)和意義。了解海洋能發(fā)電的特點(diǎn)和意義。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電海和洋海和洋 海和洋是有區(qū)別的，是不同的概念。海和洋是有區(qū)別的，是不同的概念。遠(yuǎn)離陸地的水體部分為洋，接近大陸的水體部分為遠(yuǎn)離陸地的水體部分為洋，接近大陸的水體部分為海。海。洋是海洋的主體部分，占海洋總面積的洋是海洋的主體部分，占海洋總面積的89%。海是海洋的邊緣部分。海是海洋的邊緣部分。海洋是地球上寬廣而延續(xù)的咸水水體的總稱，是相互連通的。海洋是地球上寬廣而延續(xù)的咸水水體的總稱，是相互連通的。海洋的水底地形，像

4、個(gè)大水盆詳見教材。海洋的水底地形，像個(gè)大水盆詳見教材。5.1 海洋的概念海洋的概念新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電地球外表的總面積約地球外表的總面積約 5.1 億平方公里，其中海洋的面積占億平方公里，其中海洋的面積占71%，聚集了地球，聚集了地球97%的水量。的水量。趣聞：假設(shè)地球外表是平整的球面，將就會(huì)怎樣？趣聞：假設(shè)地球外表是平整的球面，將就會(huì)怎樣？新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能源簡(jiǎn)稱海洋能海洋能源簡(jiǎn)稱海洋能 海洋能源是海水中蘊(yùn)藏著的一切的能量資源的總海洋能源是海水中蘊(yùn)藏著的一切的能量資源的總稱，通常指海洋中所蘊(yùn)藏的可再生的自然能源。

5、稱，通常指海洋中所蘊(yùn)藏的可再生的自然能源。以潮汐、波浪、溫度差、鹽度梯度、海流等方式存以潮汐、波浪、溫度差、鹽度梯度、海流等方式存在。在。除了潮汐能和潮流能來源于太陽(yáng)和月亮對(duì)地球的引除了潮汐能和潮流能來源于太陽(yáng)和月亮對(duì)地球的引力作用以外，其他幾種都來源于太陽(yáng)輻射。力作用以外，其他幾種都來源于太陽(yáng)輻射。海洋能源又可分為機(jī)械能、熱能和化學(xué)能。想想上海洋能源又可分為機(jī)械能、熱能和化學(xué)能。想想上面五種方式的海洋能都是什么類型？面五種方式的海洋能都是什么類型？蘊(yùn)藏于海水中的海洋能是非常宏大的，這些海洋能蘊(yùn)藏于海水中的海洋能是非常宏大的，這些海洋能源可以不斷得到補(bǔ)充，都是取之不盡、用之不竭源可以不斷得到補(bǔ)

6、充，都是取之不盡、用之不竭的。的。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電 5.2 海洋能資源海洋能資源海洋是超大的太陽(yáng)能接納體和存儲(chǔ)器，是個(gè)海洋是超大的太陽(yáng)能接納體和存儲(chǔ)器，是個(gè)“藍(lán)色油田。藍(lán)色油田。據(jù)結(jié)合國(guó)教科文組織估計(jì)，海洋能可再生總量為據(jù)結(jié)合國(guó)教科文組織估計(jì)，海洋能可再生總量為766 億千瓦。億千瓦。其中其中溫差能為溫差能為400 億千瓦，鹽差能為億千瓦，鹽差能為300 億千瓦，億千瓦，潮汐能為潮汐能為 30 億千瓦，波浪能為億千瓦，波浪能為 30 億千瓦，億千瓦，海流能為海流能為 6 億千瓦。億千瓦。5.2.1 世界海洋能資源世界海洋能資源不是全能利用。估計(jì)技術(shù)上允許

7、利用的約不是全能利用。估計(jì)技術(shù)上允許利用的約64 億千瓦，億千瓦，其中，鹽差能其中，鹽差能30 億千瓦，溫差能億千瓦，溫差能20 億千瓦，億千瓦， 波浪能波浪能10 億千瓦，海流能億千瓦，海流能3 億千瓦，潮汐能億千瓦，潮汐能1 億千億千瓦。瓦。也有學(xué)者給出不同的估計(jì)。也有學(xué)者給出不同的估計(jì)。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電公布的結(jié)果：公布的結(jié)果：沿海潮汐能資源可開發(fā)總裝機(jī)容量為沿海潮汐能資源可開發(fā)總裝機(jī)容量為2179 萬千瓦，年發(fā)萬千瓦，年發(fā)電電624 億度；億度；進(jìn)入岸邊的波浪能實(shí)際平均功率為進(jìn)入岸邊的波浪能實(shí)際平均功率為1285 萬千瓦；萬千瓦；潮流能實(shí)際平均功率

8、潮流能實(shí)際平均功率4 萬千瓦；萬千瓦；溫差能實(shí)際蘊(yùn)藏量約溫差能實(shí)際蘊(yùn)藏量約 (1.21.3)1019 kJ，實(shí)踐可用裝機(jī)，實(shí)踐可用裝機(jī)(1.31.5)106 MW；鹽差能資源實(shí)際蘊(yùn)藏量約為鹽差能資源實(shí)際蘊(yùn)藏量約為3.91015 kJ，實(shí)際功率為，實(shí)際功率為1.25105 MW。5.2.2 我國(guó)海洋能資源我國(guó)海洋能資源新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電5.2.3 5.2.3 海洋能的特點(diǎn)海洋能的特點(diǎn)海洋能的特點(diǎn)，主要表達(dá)在以下幾個(gè)方面：海洋能的特點(diǎn)，主要表達(dá)在以下幾個(gè)方面：1蘊(yùn)藏量豐富，可循環(huán)再生。蘊(yùn)藏量豐富，可循環(huán)再生。2能流分布不均，能量密度低。能流分布不均，能量密度低

9、。3穩(wěn)定性較好或者變化有規(guī)律。穩(wěn)定性較好或者變化有規(guī)律。4清潔無污染。清潔無污染。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電5.3 波浪發(fā)電波浪發(fā)電 5.3.1 波浪的成因和類型波浪的成因和類型波浪的能量來自于風(fēng)和海面的相互作用，波浪的能量來自于風(fēng)和海面的相互作用，傳送的能量取決于風(fēng)速、風(fēng)與海水作用時(shí)間及作用路程。傳送的能量取決于風(fēng)速、風(fēng)與海水作用時(shí)間及作用路程。小知識(shí)：宏大浪涌往往是風(fēng)暴來襲的前兆？小知識(shí)：宏大浪涌往往是風(fēng)暴來襲的前兆？新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電海浪的類型海浪的類型風(fēng)浪，在風(fēng)的直接吹拂作用下產(chǎn)生的水面動(dòng)搖。由風(fēng)浪，在風(fēng)的直接吹拂作用

10、下產(chǎn)生的水面動(dòng)搖。由風(fēng)引起的波浪在接近其構(gòu)成的區(qū)域才被稱為風(fēng)浪。風(fēng)引起的波浪在接近其構(gòu)成的區(qū)域才被稱為風(fēng)浪。 風(fēng)浪傳播開去，出如今間隔很遠(yuǎn)的海面。這種不在風(fēng)浪傳播開去，出如今間隔很遠(yuǎn)的海面。這種不在有風(fēng)海域的波浪稱為涌浪。有風(fēng)海域的波浪稱為涌浪。外海的波浪傳到海岸附近，因水深和地形會(huì)改動(dòng)動(dòng)外海的波浪傳到海岸附近，因水深和地形會(huì)改動(dòng)動(dòng)搖性質(zhì)，出現(xiàn)折射、波面破碎和倒卷，這就是近搖性質(zhì)，出現(xiàn)折射、波面破碎和倒卷，這就是近岸浪。岸浪。小知識(shí)：小知識(shí)：“無風(fēng)不起浪和無風(fēng)不起浪和“無風(fēng)三尺浪無風(fēng)三尺浪新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電水面上的大小波浪交替，有規(guī)律地順風(fēng)滾動(dòng)前進(jìn)；水面上

11、的大小波浪交替，有規(guī)律地順風(fēng)滾動(dòng)前進(jìn)；水面下的波浪隨風(fēng)力不同做直徑不同、轉(zhuǎn)速不同的圓周或橢水面下的波浪隨風(fēng)力不同做直徑不同、轉(zhuǎn)速不同的圓周或橢圓運(yùn)動(dòng)。圓運(yùn)動(dòng)。海浪的運(yùn)動(dòng)海浪的運(yùn)動(dòng)新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電5.3.2 波浪能資源的分布和特點(diǎn)波浪能資源的分布和特點(diǎn)波浪的前進(jìn)，產(chǎn)生動(dòng)能，波浪的起伏產(chǎn)生勢(shì)能。波浪的前進(jìn)，產(chǎn)生動(dòng)能，波浪的起伏產(chǎn)生勢(shì)能。波浪的能量與波浪的高度、波浪的運(yùn)動(dòng)周期以及迎波面的寬波浪的能量與波浪的高度、波浪的運(yùn)動(dòng)周期以及迎波面的寬度等多種要素有關(guān)。度等多種要素有關(guān)。因此，波浪能是各種海洋能源中能量最不穩(wěn)定的一種。因此，波浪能是各種海洋能源中能量最不穩(wěn)

12、定的一種。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電5.3.2.1 全球波浪能資源全球波浪能資源波浪能年平均功率密度的全球分布，如下圖：波浪能年平均功率密度的全球分布，如下圖：想想：哪些地方的波浪能比較便于利用？想想：哪些地方的波浪能比較便于利用？新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電5.3.2.2 我國(guó)波浪能資源我國(guó)波浪能資源我國(guó)海岸線長(zhǎng)，海域遼闊。我國(guó)海岸線長(zhǎng)，海域遼闊。90%以上分布在經(jīng)濟(jì)興隆而常規(guī)能源缺乏的東南沿海，主要以上分布在經(jīng)濟(jì)興隆而常規(guī)能源缺乏的東南沿海，主要是浙江、福建和廣東沿海，以及臺(tái)灣省沿岸。是浙江、福建和廣東沿海，以及臺(tái)灣省沿岸。據(jù)波浪能

13、能流密度和開發(fā)利用的自然環(huán)境條件，據(jù)波浪能能流密度和開發(fā)利用的自然環(huán)境條件，首選浙江、福建沿岸，應(yīng)為重點(diǎn)開發(fā)利用地域，首選浙江、福建沿岸，應(yīng)為重點(diǎn)開發(fā)利用地域，其次廣東東部、長(zhǎng)江口和山東半島南岸中段。其次廣東東部、長(zhǎng)江口和山東半島南岸中段。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電5.3.2.3 波浪能的優(yōu)點(diǎn)波浪能的優(yōu)點(diǎn)在海洋能中，波浪能除可循環(huán)再生以外，還有以下優(yōu)點(diǎn)：在海洋能中，波浪能除可循環(huán)再生以外，還有以下優(yōu)點(diǎn)：1以機(jī)械能方式存在，在各種海洋能中檔次最高；以機(jī)械能方式存在，在各種海洋能中檔次最高；2在海洋能中能流密度最大；在海洋能中能流密度最大；3在海洋中分布最廣。在海洋中

14、分布最廣。4可經(jīng)過較小的安裝實(shí)現(xiàn)其利用；可經(jīng)過較小的安裝實(shí)現(xiàn)其利用；5可提供可觀的廉價(jià)能量。可提供可觀的廉價(jià)能量。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電5.3.3 波浪發(fā)電安裝的根本構(gòu)成波浪發(fā)電安裝的根本構(gòu)成波浪發(fā)電，普通是經(jīng)過波浪能轉(zhuǎn)換安裝，先把波浪能轉(zhuǎn)換為波浪發(fā)電，普通是經(jīng)過波浪能轉(zhuǎn)換安裝，先把波浪能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再最終轉(zhuǎn)換成電能。機(jī)械能，再最終轉(zhuǎn)換成電能。波浪上下起伏或左右搖擺，可以直接或間接帶動(dòng)水輪機(jī)或空波浪上下起伏或左右搖擺，可以直接或間接帶動(dòng)水輪機(jī)或空氣渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)氣渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)波浪能利用的關(guān)鍵是波浪能轉(zhuǎn)換安裝，通常經(jīng)三級(jí)轉(zhuǎn)換：波浪能利用的關(guān)鍵是波浪能轉(zhuǎn)換安裝，通常經(jīng)

15、三級(jí)轉(zhuǎn)換：1波浪能采集系統(tǒng)，捕獲波浪的能量；波浪能采集系統(tǒng)，捕獲波浪的能量；2機(jī)械能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，把捕獲的波浪能轉(zhuǎn)換為某種特定方式機(jī)械能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，把捕獲的波浪能轉(zhuǎn)換為某種特定方式的機(jī)械能；的機(jī)械能；3發(fā)電系統(tǒng)，與常規(guī)發(fā)電安裝類似，用空氣渦輪機(jī)或水輪發(fā)電系統(tǒng)，與常規(guī)發(fā)電安裝類似，用空氣渦輪機(jī)或水輪機(jī)等設(shè)備將機(jī)械能傳送給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。機(jī)等設(shè)備將機(jī)械能傳送給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電5.3.4 波浪能的轉(zhuǎn)換方式波浪能的轉(zhuǎn)換方式波浪能的轉(zhuǎn)換方式，大體上可分為四類：波浪能的轉(zhuǎn)換方式，大體上可分為四類： 機(jī)械傳統(tǒng)式機(jī)械傳統(tǒng)式 空氣渦輪式空氣渦輪式 液壓式液壓

16、式 蓄能水庫(kù)式蓄能水庫(kù)式1機(jī)械傳動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)式新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電2空氣渦輪式空氣渦輪式這種安裝構(gòu)造簡(jiǎn)單，而且以空氣為工質(zhì)，沒有液壓油泄露這種安裝構(gòu)造簡(jiǎn)單，而且以空氣為工質(zhì)，沒有液壓油泄露的問題。的問題。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電3液壓式液壓式經(jīng)過某種泵液安裝將波浪能轉(zhuǎn)換為液體的壓能或位能，再由經(jīng)過某種泵液安裝將波浪能轉(zhuǎn)換為液體的壓能或位能，再由油壓馬達(dá)或水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。油壓馬達(dá)或水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。這類安裝構(gòu)造復(fù)雜，本錢也較高。這類安裝構(gòu)造復(fù)雜，本錢也較高。但由于液體的不可緊縮性，當(dāng)與波浪相互作用時(shí)，液壓機(jī)構(gòu)但由于液體的不可緊

17、縮性，當(dāng)與波浪相互作用時(shí)，液壓機(jī)構(gòu)能獲得很高的壓強(qiáng)，轉(zhuǎn)換效率也明顯高。能獲得很高的壓強(qiáng)，轉(zhuǎn)換效率也明顯高。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電4蓄能水庫(kù)式蓄能水庫(kù)式也叫收縮斜坡聚焦波道式，也叫收縮斜坡聚焦波道式，其實(shí)就是借助上漲的海水制造水位差，然后實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)發(fā)其實(shí)就是借助上漲的海水制造水位差，然后實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)發(fā)電，類似潮汐發(fā)電。電，類似潮汐發(fā)電。這類安裝構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，而且由于有水庫(kù)儲(chǔ)能，可實(shí)現(xiàn)較穩(wěn)這類安裝構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，而且由于有水庫(kù)儲(chǔ)能，可實(shí)現(xiàn)較穩(wěn)定和便于調(diào)控的電能輸出，是迄今最勝利的方式之一。定和便于調(diào)控的電能輸出，是迄今最勝利的方式之一。但普通效率不高，而且對(duì)地形條件依

18、賴性強(qiáng)，運(yùn)用遭到局限。但普通效率不高，而且對(duì)地形條件依賴性強(qiáng)，運(yùn)用遭到局限。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電根據(jù)系留形狀，波浪能轉(zhuǎn)換安裝可分為固定式和漂浮式。根據(jù)系留形狀，波浪能轉(zhuǎn)換安裝可分為固定式和漂浮式。5.3.5 波浪能安裝的安裝方式波浪能安裝的安裝方式各種波浪能轉(zhuǎn)換安裝，往往都需求一個(gè)主梁或主軸，即一種各種波浪能轉(zhuǎn)換安裝，往往都需求一個(gè)主梁或主軸，即一種居中的、穩(wěn)定的構(gòu)造，系錨或固定在海床或海灘。居中的、穩(wěn)定的構(gòu)造，系錨或固定在海床或海灘。根據(jù)主梁與波浪運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系，波浪能轉(zhuǎn)換安裝可分為：根據(jù)主梁與波浪運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系，波浪能轉(zhuǎn)換安裝可分為：1終結(jié)型方式終結(jié)型方

19、式2減緩型方式減緩型方式3點(diǎn)吸收方式點(diǎn)吸收方式新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電5.3.6 典型的波浪能發(fā)電安裝典型的波浪能發(fā)電安裝1 振蕩水柱式振蕩水柱式OWC水注上升和下降時(shí)，氣流方向是相反的，氣輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向水注上升和下降時(shí)，氣流方向是相反的，氣輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向假設(shè)來回變化，發(fā)電也時(shí)正時(shí)負(fù)假設(shè)來回變化，發(fā)電也時(shí)正時(shí)負(fù)小知識(shí)：小知識(shí)：Wells渦輪機(jī)詳見教材渦輪機(jī)詳見教材新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電3點(diǎn)頭鴨式點(diǎn)頭鴨式Duck鴨子的鴨子的“胸脯對(duì)著海浪傳胸脯對(duì)著海浪傳播的方向，隨著海浪的播的方向，隨著海浪的動(dòng)搖，像不倒翁一樣不動(dòng)搖，像不倒翁一樣

20、不停地?cái)[動(dòng)。停地?cái)[動(dòng)。搖擺機(jī)構(gòu)帶動(dòng)內(nèi)部的凸輪搖擺機(jī)構(gòu)帶動(dòng)內(nèi)部的凸輪/鉸鏈機(jī)構(gòu)，改動(dòng)任務(wù)液鉸鏈機(jī)構(gòu)，改動(dòng)任務(wù)液體的壓力，從而帶開任體的壓力，從而帶開任務(wù)泵，推進(jìn)發(fā)電機(jī)發(fā)電。務(wù)泵，推進(jìn)發(fā)電機(jī)發(fā)電。 可同時(shí)將波浪的動(dòng)能和勢(shì)能轉(zhuǎn)換，實(shí)際效率到達(dá)可同時(shí)將波浪的動(dòng)能和勢(shì)能轉(zhuǎn)換，實(shí)際效率到達(dá)90%以上。以上。浮動(dòng)主梁骨架上，可并排放置多個(gè)浮動(dòng)主梁骨架上，可并排放置多個(gè)“鴨子鴨子 。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電4海蛇式海蛇式Pelamis由一系列圓柱形鋼殼構(gòu)造單元鉸接而成，外型類似火車。由一系列圓柱形鋼殼構(gòu)造單元鉸接而成，外型類似火車。 當(dāng)波浪起浮帶動(dòng)整條安裝時(shí)就會(huì)起動(dòng)鉸接點(diǎn)，其內(nèi)

21、部的液壓當(dāng)波浪起浮帶動(dòng)整條安裝時(shí)就會(huì)起動(dòng)鉸接點(diǎn)，其內(nèi)部的液壓圓筒的泵油會(huì)起動(dòng)液壓馬達(dá)經(jīng)過一個(gè)能量平滑系統(tǒng)。圓筒的泵油會(huì)起動(dòng)液壓馬達(dá)經(jīng)過一個(gè)能量平滑系統(tǒng)。 新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電5擺式擺式Pendulum1983 年建造了一座推擺式波浪能電站。年建造了一座推擺式波浪能電站。經(jīng)過浮板的擺動(dòng)將波浪能轉(zhuǎn)換為液壓產(chǎn)生電力。經(jīng)過浮板的擺動(dòng)將波浪能轉(zhuǎn)換為液壓產(chǎn)生電力。這是日本的波浪能電站中這是日本的波浪能電站中效率較高的一個(gè)。效率較高的一個(gè)。 新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電6收縮坡道式收縮坡道式在電站入口處設(shè)置喇叭形聚波器和逐漸變窄的楔形導(dǎo)槽，當(dāng)在

22、電站入口處設(shè)置喇叭形聚波器和逐漸變窄的楔形導(dǎo)槽，當(dāng)波浪進(jìn)入寬闊一端向里傳播時(shí)，波高不斷地被放大，直至波浪進(jìn)入寬闊一端向里傳播時(shí)，波高不斷地被放大，直至波峰溢過邊墻，轉(zhuǎn)換成勢(shì)能。水流從楔形流道上端流出，波峰溢過邊墻，轉(zhuǎn)換成勢(shì)能。水流從楔形流道上端流出，進(jìn)入一個(gè)水庫(kù)，然后經(jīng)過水輪機(jī)前往大海。進(jìn)入一個(gè)水庫(kù)，然后經(jīng)過水輪機(jī)前往大海。 新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電7其它海浪發(fā)電安裝其它海浪發(fā)電安裝其它多種新型海浪發(fā)電安裝的原理和圖片，詳見教材。其它多種新型海浪發(fā)電安裝的原理和圖片，詳見教材。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電波浪能轉(zhuǎn)換發(fā)電系統(tǒng)的主要構(gòu)造波

23、浪能轉(zhuǎn)換發(fā)電系統(tǒng)的主要構(gòu)造新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電5.3.7 代表性波浪能發(fā)電工程代表性波浪能發(fā)電工程1英國(guó)英國(guó)75kW 和和500kW 的的LIMPET岸式海洋動(dòng)力能源轉(zhuǎn)換器，是一種振蕩水柱型岸式海洋動(dòng)力能源轉(zhuǎn)換器，是一種振蕩水柱型OWC波波浪能安裝。浪能安裝。1991年在蘇格蘭愛雷島上建成年在蘇格蘭愛雷島上建成75kW工程。工程。2000年又在同一島嶼上建成一座年又在同一島嶼上建成一座500 kW的工程，是目前世的工程，是目前世界上最勝利的海浪發(fā)電安裝。界上最勝利的海浪發(fā)電安裝。 新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電2挪威挪威350kW

24、的的TAPCHAN1986 年，在挪威貝爾根附近一個(gè)小島上，建造了一座裝機(jī)容年，在挪威貝爾根附近一個(gè)小島上，建造了一座裝機(jī)容量為量為350kW 波浪能電站。波浪能電站。特征：開口約特征：開口約60 m的喇叭形聚波器和長(zhǎng)約的喇叭形聚波器和長(zhǎng)約30m的楔形導(dǎo)槽。的楔形導(dǎo)槽。電站從電站從1986年建成后，不斷正常運(yùn)轉(zhuǎn)到年建成后，不斷正常運(yùn)轉(zhuǎn)到1991年，年平均輸出年，年平均輸出功率約為功率約為75kW，是比較勝利的一座波浪電站。，是比較勝利的一座波浪電站。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電3英國(guó)英國(guó)750kW 的海蛇的海蛇“海蛇海蛇 由英國(guó)海洋動(dòng)力傳送公司設(shè)計(jì)。漂浮式，由假設(shè)干

25、由英國(guó)海洋動(dòng)力傳送公司設(shè)計(jì)。漂浮式，由假設(shè)干圓柱形鋼殼構(gòu)造單元鉸接而成。圓柱形鋼殼構(gòu)造單元鉸接而成。第一個(gè)第一個(gè)“海蛇波能安裝海蛇波能安裝2002年年3月完成。月完成。承接建造了葡萄牙北部海岸承接建造了葡萄牙北部海岸“海蛇波浪發(fā)電工程，海蛇波浪發(fā)電工程，每條每條“海蛇的裝機(jī)容量為海蛇的裝機(jī)容量為750 kW。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電4日本日本“海明號(hào)海明號(hào)“海明號(hào)波浪發(fā)電方案是由日本海洋科學(xué)技術(shù)中心牽頭，美、海明號(hào)波浪發(fā)電方案是由日本海洋科學(xué)技術(shù)中心牽頭，美、英、挪威、瑞典、加拿大等國(guó)參與。英、挪威、瑞典、加拿大等國(guó)參與。研討任務(wù)在一個(gè)由船舶改造的漂浮構(gòu)造上進(jìn)展

26、，帶有研討任務(wù)在一個(gè)由船舶改造的漂浮構(gòu)造上進(jìn)展，帶有13個(gè)振個(gè)振蕩水柱氣室，在船的內(nèi)室里，安裝了幾臺(tái)海浪發(fā)電安裝。蕩水柱氣室，在船的內(nèi)室里，安裝了幾臺(tái)海浪發(fā)電安裝?！昂Ｃ魈?hào)的船身構(gòu)造海底電纜和錨泊設(shè)計(jì)較勝利，但發(fā)電效海明號(hào)的船身構(gòu)造海底電纜和錨泊設(shè)計(jì)較勝利，但發(fā)電效率令人絕望，系統(tǒng)總效率不超越率令人絕望，系統(tǒng)總效率不超越6.5%。作為一個(gè)大型國(guó)際協(xié)作工程，作為一個(gè)大型國(guó)際協(xié)作工程，“海明方案的奉獻(xiàn)不僅在于獲海明方案的奉獻(xiàn)不僅在于獲得了大量技術(shù)成果，還在世界范圍內(nèi)推進(jìn)了波浪能研討。得了大量技術(shù)成果，還在世界范圍內(nèi)推進(jìn)了波浪能研討。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電5日本日本

27、“巨鯨號(hào)巨鯨號(hào)“巨鯨是日本海洋科學(xué)中心于巨鯨是日本海洋科學(xué)中心于1990s初開場(chǎng)研建。初開場(chǎng)研建。一個(gè)包括波浪發(fā)電、海上養(yǎng)殖和旅游業(yè)在內(nèi)的綜合利用方案。一個(gè)包括波浪發(fā)電、海上養(yǎng)殖和旅游業(yè)在內(nèi)的綜合利用方案。安裝了安裝了1臺(tái)臺(tái)10 kW、2臺(tái)臺(tái)50 kW和和2臺(tái)臺(tái)30 kW的發(fā)電機(jī)組，于的發(fā)電機(jī)組，于1998年完成制造，投放于三重縣外海。年完成制造，投放于三重縣外海。 1998年年9月開場(chǎng)繼續(xù)兩年的實(shí)海況實(shí)驗(yàn)，安裝的各部分任務(wù)正月開場(chǎng)繼續(xù)兩年的實(shí)海況實(shí)驗(yàn)，安裝的各部分任務(wù)正常，總發(fā)電效率最大可達(dá)常，總發(fā)電效率最大可達(dá)12%。 新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電6歐共體歐共體

28、2MW 的的OSPREYOSPREY意思是海洋涌浪動(dòng)力可再生能源，實(shí)踐上是波浪能意思是海洋涌浪動(dòng)力可再生能源，實(shí)踐上是波浪能和風(fēng)能兩用的近岸安裝。和風(fēng)能兩用的近岸安裝。1995年英國(guó)制造了年英國(guó)制造了OSPREY-1，總?cè)萘?，總?cè)萘?MW，其中沉箱式波，其中沉箱式波能發(fā)電安裝能發(fā)電安裝500 kW，風(fēng)能，風(fēng)能1500 kW，造價(jià)，造價(jià)$350萬，下水萬，下水時(shí)安裝遭到損壞。時(shí)安裝遭到損壞。英國(guó)又開場(chǎng)研建英國(guó)又開場(chǎng)研建OSPREY 2000，裝機(jī)容量仍為，裝機(jī)容量仍為2MW。 新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電7中國(guó)大萬山島中國(guó)大萬山島3kW 和和20kW 岸基岸基OWC1

29、989 年，中科院廣州能源研討所，在珠海市大萬山島，建年，中科院廣州能源研討所，在珠海市大萬山島，建成中國(guó)第一座波浪能實(shí)驗(yàn)電站。成中國(guó)第一座波浪能實(shí)驗(yàn)電站。這座這座3 千瓦的岸式振蕩水柱型波浪能電站，采用人造水道和千瓦的岸式振蕩水柱型波浪能電站，采用人造水道和Wells渦輪機(jī)。渦輪機(jī)。 在該電站原有根底上，在該電站原有根底上，1996 年完成年完成20 千瓦電站的建造。千瓦電站的建造。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電8中國(guó)廣東汕尾中國(guó)廣東汕尾100kW 岸基岸基OWC2001 年建成的年建成的100 kW 岸式波力電站，位于廣東省汕尾市遮岸式波力電站，位于廣東省汕尾市遮

30、浪鎮(zhèn)，是一座與并網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)的岸式浪鎮(zhèn)，是一座與并網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)的岸式OWC型波浪能電站。型波浪能電站。這座電站的建立勝利，使我國(guó)大型波能安裝的設(shè)計(jì)、建造、這座電站的建立勝利，使我國(guó)大型波能安裝的設(shè)計(jì)、建造、維護(hù)等各方面均有較大程度的提高，使我國(guó)的波能轉(zhuǎn)換研維護(hù)等各方面均有較大程度的提高，使我國(guó)的波能轉(zhuǎn)換研討根本到達(dá)國(guó)際同時(shí)期的先進(jìn)程度。討根本到達(dá)國(guó)際同時(shí)期的先進(jìn)程度。 新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電5.3.8 波浪發(fā)電的開展波浪發(fā)電的開展1799 年，世界上第一個(gè)關(guān)于波浪能發(fā)電的專利。年，世界上第一個(gè)關(guān)于波浪能發(fā)電的專利。20 世紀(jì)中葉以來，波浪能利用得到了越來越多的關(guān)注和注世紀(jì)

31、中葉以來，波浪能利用得到了越來越多的關(guān)注和注重。波浪能發(fā)電的想象在世界各地不斷涌現(xiàn)。重。波浪能發(fā)電的想象在世界各地不斷涌現(xiàn)。1964 年，世界上第一個(gè)海浪發(fā)電安裝年，世界上第一個(gè)海浪發(fā)電安裝航標(biāo)燈。航標(biāo)燈。1970s末，日本、美、英等國(guó)協(xié)作研制了末，日本、美、英等國(guó)協(xié)作研制了“海明號(hào)發(fā)電船，海明號(hào)發(fā)電船，還有遠(yuǎn)離海岸的電力傳輸安裝，并進(jìn)展了海上實(shí)驗(yàn)。還有遠(yuǎn)離海岸的電力傳輸安裝，并進(jìn)展了海上實(shí)驗(yàn)。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電中國(guó)也是波浪能研發(fā)的主要國(guó)家之一，在世界上有一定影響。中國(guó)也是波浪能研發(fā)的主要國(guó)家之一，在世界上有一定影響。1989年，中國(guó)第一座波浪電站建成并試

32、發(fā)電勝利。年，中國(guó)第一座波浪電站建成并試發(fā)電勝利。1996年改年改建為建為20千瓦。千瓦。1999年，年，100千瓦擺式波浪能電站試運(yùn)轉(zhuǎn)勝利。千瓦擺式波浪能電站試運(yùn)轉(zhuǎn)勝利。2000年，年，100千瓦岸式振蕩水柱式電站建成發(fā)電。千瓦岸式振蕩水柱式電站建成發(fā)電。目前至少已累計(jì)消費(fèi)目前至少已累計(jì)消費(fèi)600多臺(tái)在中國(guó)沿海運(yùn)用，并出口到日本多臺(tái)在中國(guó)沿海運(yùn)用，并出口到日本等國(guó)家。等國(guó)家。5.3.8 波浪發(fā)電的開展波浪發(fā)電的開展新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電 5.4 海流發(fā)電海流發(fā)電海流，主要指海底水道和海峽中較為穩(wěn)定的流動(dòng)海流，主要指海底水道和海峽中較為穩(wěn)定的流動(dòng)(洋流洋流)，

33、以及由潮汐導(dǎo)致的有規(guī)律的海水流動(dòng)以及由潮汐導(dǎo)致的有規(guī)律的海水流動(dòng)(潮流潮流)。海流能是流動(dòng)海水的動(dòng)能，與流速的平方和流量成正比。海流能是流動(dòng)海水的動(dòng)能，與流速的平方和流量成正比。相對(duì)波浪而言，海流能的變化平穩(wěn)且有規(guī)律。相對(duì)波浪而言，海流能的變化平穩(wěn)且有規(guī)律。洋流方向根本不變，流速也比較穩(wěn)定；洋流方向根本不變，流速也比較穩(wěn)定；潮流會(huì)周期性地改動(dòng)大小和方向。潮流會(huì)周期性地改動(dòng)大小和方向。 5.4.1 海流和海流能海流和海流能新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電普通說來，最大流速在普通說來，最大流速在2m/s 以上的水道，海流能均有實(shí)踐以上的水道，海流能均有實(shí)踐開發(fā)價(jià)值。開發(fā)價(jià)值

34、。潮流的流速普通潮流的流速普通25.5km/h，在狹窄海峽或海灣里，流速會(huì)，在狹窄海峽或海灣里，流速會(huì)很大。例如杭州灣海潮。很大。例如杭州灣海潮。洋流的動(dòng)能非常大，如佛羅里達(dá)洋流和墨西哥洋流。洋流的動(dòng)能非常大，如佛羅里達(dá)洋流和墨西哥洋流。海流的能量海流的能量新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電海流能資源在全國(guó)沿岸的分布，在遼寧、山東、浙江、福建海流能資源在全國(guó)沿岸的分布，在遼寧、山東、浙江、福建和臺(tái)灣沿海的海流能較為豐富。和臺(tái)灣沿海的海流能較為豐富。根據(jù)沿海能源密度、實(shí)際蘊(yùn)藏量和開發(fā)利用的環(huán)境條件等要根據(jù)沿海能源密度、實(shí)際蘊(yùn)藏量和開發(fā)利用的環(huán)境條件等要素，浙江舟山和渤海海峽

35、等海域條件良好。素，浙江舟山和渤海海峽等海域條件良好。海流能的資源分布海流能的資源分布新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電 5.4.2 海流發(fā)電的開展情況海流發(fā)電的開展情況進(jìn)展海流能技術(shù)研發(fā)的國(guó)家，有中、美、英、加、日、意等。進(jìn)展海流能技術(shù)研發(fā)的國(guó)家，有中、美、英、加、日、意等。其中美、日和英等興隆國(guó)家進(jìn)展了較多的潮流發(fā)電實(shí)驗(yàn)，其中美、日和英等興隆國(guó)家進(jìn)展了較多的潮流發(fā)電實(shí)驗(yàn)，相對(duì)而言走在前列。相對(duì)而言走在前列。加拿大在加拿大在 1980 年就提出用類似垂直軸風(fēng)力機(jī)的水輪機(jī)來獲年就提出用類似垂直軸風(fēng)力機(jī)的水輪機(jī)來獲取潮流能，還進(jìn)展了取潮流能，還進(jìn)展了5 kW的海流透平實(shí)驗(yàn)。

36、的海流透平實(shí)驗(yàn)。隨后英國(guó)和意大利想象的潮流發(fā)電機(jī)都采用類似的方案。隨后英國(guó)和意大利想象的潮流發(fā)電機(jī)都采用類似的方案。1985 年美國(guó)實(shí)驗(yàn)了年美國(guó)實(shí)驗(yàn)了2 kW小型的海流渦輪機(jī)發(fā)電安裝。小型的海流渦輪機(jī)發(fā)電安裝。日本日本1988 年安裝在海底的年安裝在海底的215kW海流機(jī)組，是比較勝利的海流機(jī)組，是比較勝利的海流發(fā)電工程。海流發(fā)電工程。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電中國(guó)是世界上潮流發(fā)電研討最早的國(guó)家。中國(guó)是世界上潮流發(fā)電研討最早的國(guó)家。1978年，有農(nóng)民企業(yè)家造了一個(gè)實(shí)驗(yàn)安裝，得到了年，有農(nóng)民企業(yè)家造了一個(gè)實(shí)驗(yàn)安裝，得到了6.3kW的的電力輸出。電力輸出。 哈工大經(jīng)過

37、多次樣機(jī)實(shí)驗(yàn)，哈工大經(jīng)過多次樣機(jī)實(shí)驗(yàn)， 2000 年建成年建成70kW 實(shí)驗(yàn)電站。實(shí)驗(yàn)電站。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電海流發(fā)電有許多優(yōu)點(diǎn)不用像潮汐發(fā)電那樣，修筑大壩，還要擔(dān)憂泥沙淤積；也不像海浪發(fā)電那樣，電力輸出不穩(wěn)。目前海流發(fā)電雖然還處在小型實(shí)驗(yàn)階段，它的開展還不及潮汐發(fā)電和海浪發(fā)電，但人們置信，海流發(fā)電將以穩(wěn)定可靠、安裝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，在海洋能的開發(fā)利用中獨(dú)樹一幟。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電 5.4.3 海流發(fā)電的原理海流發(fā)電的原理1輪葉式海流發(fā)電輪葉式海流發(fā)電原理和風(fēng)力發(fā)電類似，利用海流推進(jìn)輪葉，帶動(dòng)發(fā)原理和風(fēng)力發(fā)電類似，利用海流推

38、進(jìn)輪葉，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)。電機(jī)。輪葉的轉(zhuǎn)軸有與海流平行的，也有與海流垂直的，輪葉的轉(zhuǎn)軸有與海流平行的，也有與海流垂直的，如下圖。如下圖。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電教材中，圖教材中，圖 5.35 5.35 和圖和圖5.365.36為兩個(gè)輪葉式海流發(fā)電機(jī)的實(shí)例，為兩個(gè)輪葉式海流發(fā)電機(jī)的實(shí)例，分別為：分別為：英國(guó)洋流渦輪機(jī)公司制造的英國(guó)洋流渦輪機(jī)公司制造的SeaGenSeaGen輪葉式海流發(fā)電安裝，輪葉式海流發(fā)電安裝，佛羅里達(dá)大西洋大學(xué)研發(fā)的佛羅里達(dá)大西洋大學(xué)研發(fā)的“海底發(fā)電機(jī)。海底發(fā)電機(jī)。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電2降落傘式海流發(fā)電降落傘式海流

39、發(fā)電多個(gè)多個(gè)“降落傘串聯(lián)在環(huán)形的鉸鏈繩上。降落傘串聯(lián)在環(huán)形的鉸鏈繩上。當(dāng)海流的力量會(huì)迫使當(dāng)海流的力量會(huì)迫使“降落傘張開或收攏。降落傘張開或收攏。鉸鏈繩在撐開的鉸鏈繩在撐開的“降落傘帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)安裝在降落傘帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)安裝在船上的鉸盤轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。船上的鉸盤轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電3磁流式海流發(fā)電磁流式海流發(fā)電帶電粒子高速地垂直流過強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，可以直接產(chǎn)生帶電粒子高速地垂直流過強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，可以直接產(chǎn)生電流。電流。磁流式發(fā)電安裝沒有機(jī)械傳動(dòng)部件，不用發(fā)電機(jī)組，磁流式發(fā)電安裝沒有機(jī)械傳動(dòng)部件，不用發(fā)電機(jī)組，海流能的利用效率很高

40、。海流能的利用效率很高。目前這種海流發(fā)電方式還處在原理性研討階段。目前這種海流發(fā)電方式還處在原理性研討階段。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電 5.5 溫差發(fā)電溫差發(fā)電海水的溫差海水的溫差太陽(yáng)輻射的情況不同，海水的溫度是有差別的。太陽(yáng)輻射的情況不同，海水的溫度是有差別的。程度分布，普通隨著緯度添加而降低。程度分布，普通隨著緯度添加而降低。垂直分布，都是隨著深度添加而降低。垂直分布，都是隨著深度添加而降低。海水溫度大體堅(jiān)持穩(wěn)定，溫度變動(dòng)范圍普通在海水溫度大體堅(jiān)持穩(wěn)定，溫度變動(dòng)范圍普通在-23。 5.5.1 海水的溫差和溫差能海水的溫差和溫差能海水溫差能海水溫差能由海洋表層海

41、水和深層海水之間水溫差構(gòu)成的溫由海洋表層海水和深層海水之間水溫差構(gòu)成的溫差熱能，是海洋能的一種重要方式。差熱能，是海洋能的一種重要方式。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電全球的海洋溫差能分布全球的海洋溫差能分布據(jù)有關(guān)研討資料，位于北緯據(jù)有關(guān)研討資料，位于北緯45至南緯至南緯40的約的約100 個(gè)國(guó)家和地域都可以進(jìn)展海洋溫差發(fā)電。個(gè)國(guó)家和地域都可以進(jìn)展海洋溫差發(fā)電。中國(guó)的海水溫差能分布中國(guó)的海水溫差能分布我國(guó)南海的表層海水溫度全年平均在我國(guó)南海的表層海水溫度全年平均在2528，其中有其中有300 多萬多萬km2海區(qū)，上下溫度差為海區(qū)，上下溫度差為20左左右，是海水溫差發(fā)電的

42、好地方。右，是海水溫差發(fā)電的好地方。 5.5.1 海水的溫差和溫差能海水的溫差和溫差能新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電5.5.2 溫差發(fā)電的原理溫差發(fā)電的原理海洋溫差能發(fā)電，就是利用海洋表層暖水與底層冷水之間的海洋溫差能發(fā)電，就是利用海洋表層暖水與底層冷水之間的溫度差來發(fā)電。溫度差來發(fā)電。通常所說的海洋溫差發(fā)電，大多是指基于海洋熱能轉(zhuǎn)換通常所說的海洋溫差發(fā)電，大多是指基于海洋熱能轉(zhuǎn)換OTEC的熱動(dòng)力發(fā)電技術(shù)，的熱動(dòng)力發(fā)電技術(shù)，任務(wù)方式分為開式循環(huán)、閉式循環(huán)、混合式循環(huán)三種。任務(wù)方式分為開式循環(huán)、閉式循環(huán)、混合式循環(huán)三種。最近，也有研討者提出最近，也有研討者提出根據(jù)溫差效

43、應(yīng)利用海水溫差直接發(fā)電的想象。根據(jù)溫差效應(yīng)利用海水溫差直接發(fā)電的想象。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電5.5.2.1 開式循環(huán)系統(tǒng)開式循環(huán)系統(tǒng)任務(wù)原理任務(wù)原理先用真空泵將循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)抽成真空，再用溫水泵把先用真空泵將循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)抽成真空，再用溫水泵把溫海水抽入蒸發(fā)器。溫海水抽入蒸發(fā)器。系統(tǒng)內(nèi)有一定的真空度，溫海水在蒸發(fā)器內(nèi)沸騰蒸系統(tǒng)內(nèi)有一定的真空度，溫海水在蒸發(fā)器內(nèi)沸騰蒸發(fā)，變?yōu)檎羝?，推進(jìn)蒸汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)，變?yōu)檎羝?，推進(jìn)蒸汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。發(fā)電。蒸汽經(jīng)過汽輪機(jī)后，被冷水泵抽上來的深海冷水冷蒸汽經(jīng)過汽輪機(jī)后，被冷水泵抽上來的深海冷水冷卻，凝結(jié)成淡化水后排出

44、。卻，凝結(jié)成淡化水后排出。冷海水冷卻了水蒸氣后又回到海里。冷海水冷卻了水蒸氣后又回到海里。作為任務(wù)物質(zhì)的海水，與外界相通，因此稱為開式作為任務(wù)物質(zhì)的海水，與外界相通，因此稱為開式循環(huán)。循環(huán)。 新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電5.5.2.1 開式循環(huán)系統(tǒng)開式循環(huán)系統(tǒng)開式循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)開式循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)在發(fā)電的同時(shí)，還可以獲得很多有用的副產(chǎn)品。在發(fā)電的同時(shí)，還可以獲得很多有用的副產(chǎn)品。溫海水在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)后所留下的濃縮水，可溫海水在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)后所留下的濃縮水，可用來提煉化工產(chǎn)品；用來提煉化工產(chǎn)品；可以得到大量淡水?？梢缘玫酱罅康?。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海

45、洋能發(fā)電開式循環(huán)的缺乏開式循環(huán)的缺乏 低溫低壓下海水的蒸氣壓很低，為使汽輪發(fā)電機(jī)低溫低壓下海水的蒸氣壓很低，為使汽輪發(fā)電機(jī)能在低壓下運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)組必需造得非常龐大。能在低壓下運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)組必需造得非常龐大。 開式循環(huán)的熱效率很低，為減少損耗，不得不把開式循環(huán)的熱效率很低，為減少損耗，不得不把各種安裝和管道設(shè)計(jì)得很大。各種安裝和管道設(shè)計(jì)得很大。 需求耗用巨量的溫海水和冷海水，耗能嚴(yán)重，發(fā)需求耗用巨量的溫海水和冷海水，耗能嚴(yán)重，發(fā)電量的電量的1/41/3 耗費(fèi)于系統(tǒng)本身。耗費(fèi)于系統(tǒng)本身。 在海洋深處提取大量的冷海水，存在許多技術(shù)困在海洋深處提取大量的冷海水，存在許多技術(shù)困難。難。5.5.2.1 開式循環(huán)系

46、統(tǒng)開式循環(huán)系統(tǒng)新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電5.5.2.2 閉式循環(huán)系統(tǒng)閉式循環(huán)系統(tǒng)閉式循環(huán)系統(tǒng)用低沸點(diǎn)液體如液態(tài)氨作為任務(wù)介質(zhì)，所閉式循環(huán)系統(tǒng)用低沸點(diǎn)液體如液態(tài)氨作為任務(wù)介質(zhì)，所產(chǎn)生的蒸氣作為任務(wù)流體。產(chǎn)生的蒸氣作為任務(wù)流體。氨水的沸點(diǎn)氨水的沸點(diǎn)33，明顯低于水，更容易沸騰。，明顯低于水，更容易沸騰。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電閉式循環(huán)系統(tǒng)的特點(diǎn)閉式循環(huán)系統(tǒng)的特點(diǎn)缺陷：蒸發(fā)器和冷凝器要求高，耗資昂貴。缺陷：蒸發(fā)器和冷凝器要求高，耗資昂貴。優(yōu)點(diǎn)：蒸汽壓力提高數(shù)倍，發(fā)電安裝體積變小，而優(yōu)點(diǎn)：蒸汽壓力提高數(shù)倍，發(fā)電安裝體積變小，而發(fā)電量可到達(dá)工

47、業(yè)規(guī)模。發(fā)電量可到達(dá)工業(yè)規(guī)模。閉式循環(huán)系一致提出，就得到廣泛的贊同和注重，閉式循環(huán)系一致提出，就得到廣泛的贊同和注重，成為目前海水溫差發(fā)電的主要方式。成為目前海水溫差發(fā)電的主要方式。5.5.2.2 閉式循環(huán)系統(tǒng)閉式循環(huán)系統(tǒng)新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電混合循環(huán)系統(tǒng)也是以低沸點(diǎn)的物質(zhì)為工質(zhì)。用溫海水閃蒸出混合循環(huán)系統(tǒng)也是以低沸點(diǎn)的物質(zhì)為工質(zhì)。用溫海水閃蒸出來的低壓蒸汽來加熱低沸點(diǎn)工質(zhì)。既能產(chǎn)生新穎淡水，又來的低壓蒸汽來加熱低沸點(diǎn)工質(zhì)。既能產(chǎn)生新穎淡水，又可減少蒸發(fā)器體積，節(jié)省資料，便于維護(hù)。可減少蒸發(fā)器體積，節(jié)省資料，便于維護(hù)。5.5.2.3 混合循環(huán)系統(tǒng)混合循環(huán)系統(tǒng)新

48、能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電據(jù)塞貝克效應(yīng)，假設(shè)將兩個(gè)不同的導(dǎo)體據(jù)塞貝克效應(yīng)，假設(shè)將兩個(gè)不同的導(dǎo)體/半導(dǎo)體電極分別置于半導(dǎo)體電極分別置于海洋表層溫海水和深層冷海水中，電極間即可產(chǎn)生電壓。海洋表層溫海水和深層冷海水中，電極間即可產(chǎn)生電壓。這種溫差發(fā)電方法，在詳細(xì)實(shí)現(xiàn)上仍有很多困難，還停留在這種溫差發(fā)電方法，在詳細(xì)實(shí)現(xiàn)上仍有很多困難，還停留在想象階段。想象階段。5.5.2.4 直接溫差發(fā)電直接溫差發(fā)電新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電5.5.3 溫差發(fā)電的開展溫差發(fā)電的開展1881 年，法國(guó)人最早提出利用海水溫差發(fā)電的想象；年，法國(guó)人最早提出利用海水溫

49、差發(fā)電的想象；1948 年，法國(guó)在非洲象牙海岸建造了一座年，法國(guó)在非洲象牙海岸建造了一座7MW 的開式循環(huán)的開式循環(huán)海水溫差發(fā)電站。海水溫差發(fā)電站。1964 年，美國(guó)人提出了閉式循環(huán)方案。年，美國(guó)人提出了閉式循環(huán)方案。1980 年，美國(guó)在夏威夷建造了一座年，美國(guó)在夏威夷建造了一座1MW 的實(shí)驗(yàn)安裝。的實(shí)驗(yàn)安裝。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電日本科學(xué)家從日本科學(xué)家從1973 年開場(chǎng)進(jìn)展海洋溫差發(fā)電的研討。年開場(chǎng)進(jìn)展海洋溫差發(fā)電的研討。日本日本1981年完成年完成100kW 閉式循環(huán)溫差電站，閉式循環(huán)溫差電站，1993年建成年建成210kW 開式循環(huán)安裝，凈出力為開式循環(huán)

50、安裝，凈出力為4050kW。1995 年前后印度建成年前后印度建成6 座座5 萬千瓦的陸基海水溫差能電站。萬千瓦的陸基海水溫差能電站。1980s年代臺(tái)灣電力公司和中科院廣州能源研討所分別開設(shè)年代臺(tái)灣電力公司和中科院廣州能源研討所分別開設(shè)進(jìn)展了溫差利用的研討。進(jìn)展了溫差利用的研討。5.5.3 溫差發(fā)電的開展溫差發(fā)電的開展新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電溫差發(fā)電的世界之最溫差發(fā)電的世界之最世界最早的海水溫差發(fā)電實(shí)驗(yàn)世界最早的海水溫差發(fā)電實(shí)驗(yàn) 1926 年，克勞德在法蘭西科學(xué)院大廳，年，克勞德在法蘭西科學(xué)院大廳，世界第一座海水溫差電站世界第一座海水溫差電站 1930 年，克勞

51、德在古巴海濱年，克勞德在古巴海濱世界第一座適用的海水溫差電站世界第一座適用的海水溫差電站 1979年，美國(guó)在夏威夷島西部海域年，美國(guó)在夏威夷島西部海域世界最大的海水溫差電站世界最大的海水溫差電站 1990 年，日本在鹿兒島年，日本在鹿兒島新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電海洋溫差能發(fā)電系統(tǒng)，還有許多技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問題需求處理：海洋溫差能發(fā)電系統(tǒng)，還有許多技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問題需求處理：1轉(zhuǎn)換效率低。轉(zhuǎn)換效率低。2投資本錢高。投資本錢高。3建立難度大。建立難度大。4選址不容易。選址不容易。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電5.6 鹽差發(fā)電鹽差發(fā)電海水中至少有海水中

52、至少有 80 多種化學(xué)元素，主要以鹽類化合物存在，多種化學(xué)元素，主要以鹽類化合物存在，在水里會(huì)電離成帶正負(fù)電荷的兩類離子。在水里會(huì)電離成帶正負(fù)電荷的兩類離子。鹽差能就是指海水和淡水之間或兩種含鹽濃度不同的海水之鹽差能就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)能形狀出現(xiàn)的海洋能。間的化學(xué)電位差能，是以化學(xué)能形狀出現(xiàn)的海洋能。全球海洋的海水鹽度分布，參見教材圖全球海洋的海水鹽度分布，參見教材圖5.41。河流入海口，往往有顯著的鹽度差。河流入海口，往往有顯著的鹽度差。5.6.1 海水的鹽差和鹽差能海水的鹽差和鹽差能新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電

53、據(jù)估計(jì)，假設(shè)只需降雨量大的地域的鹽度差才干利用，技術(shù)據(jù)估計(jì)，假設(shè)只需降雨量大的地域的鹽度差才干利用，技術(shù)上可利用的約上可利用的約30 億千瓦。億千瓦。我國(guó)鹽差能的實(shí)際功率約我國(guó)鹽差能的實(shí)際功率約1.25105 MW，主要集中在各大江，主要集中在各大江河的出海處。河的出海處。同時(shí)，我國(guó)青海省等地還有不少內(nèi)陸鹽湖可以利用。同時(shí)，我國(guó)青海省等地還有不少內(nèi)陸鹽湖可以利用。海水的鹽差能的分布海水的鹽差能的分布新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電在半透膜在半透膜(水能經(jīng)過水能經(jīng)過,鹽不能鹽不能)隔開的有濃度差別的溶液之間，隔開的有濃度差別的溶液之間，低濃度溶液透入高濃度溶液的景象，稱為

54、浸透景象。低濃度溶液透入高濃度溶液的景象，稱為浸透景象。發(fā)生浸透景象時(shí)，假設(shè)在濃度大的溶液上施加一個(gè)機(jī)械壓強(qiáng)，發(fā)生浸透景象時(shí)，假設(shè)在濃度大的溶液上施加一個(gè)機(jī)械壓強(qiáng)，恰好能阻止稀溶液向濃溶液發(fā)生浸透，那么該機(jī)械壓強(qiáng)恰好能阻止稀溶液向濃溶液發(fā)生浸透，那么該機(jī)械壓強(qiáng)就等于這兩種溶液之間的浸透壓。就等于這兩種溶液之間的浸透壓。5.6.2 浸透和浸透壓浸透和浸透壓新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電5.6.3 鹽差能發(fā)電的方法鹽差能發(fā)電的方法浸透壓法，就是利用半透膜兩側(cè)的浸透壓，在不同鹽濃度的浸透壓法，就是利用半透膜兩側(cè)的浸透壓，在不同鹽濃度的海水之間構(gòu)成水位差，然后利用海水從高處流

55、向低處時(shí)提海水之間構(gòu)成水位差，然后利用海水從高處流向低處時(shí)提供的能量來發(fā)電，類似潮汐發(fā)電。供的能量來發(fā)電，類似潮汐發(fā)電。關(guān)鍵技術(shù)：關(guān)鍵技術(shù)：半透膜技術(shù)和膜與海水間的流體交換技術(shù)，半透膜技術(shù)和膜與海水間的流體交換技術(shù)，技術(shù)難點(diǎn)：技術(shù)難點(diǎn)：制造強(qiáng)度足夠、性能優(yōu)良、本錢適宜的半透膜。制造強(qiáng)度足夠、性能優(yōu)良、本錢適宜的半透膜。5.6.3.1 浸透壓法浸透壓法新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電1強(qiáng)力滲壓發(fā)電強(qiáng)力滲壓發(fā)電在河水與海水之間建兩座水壩，壩間挖一個(gè)低于海平面的在河水與海水之間建兩座水壩，壩間挖一個(gè)低于海平面的水庫(kù)。前壩內(nèi)安裝水輪發(fā)電機(jī)組，使河水與水庫(kù)相連；后水庫(kù)。前壩內(nèi)安裝

56、水輪發(fā)電機(jī)組，使河水與水庫(kù)相連；后壩底部安裝半透膜滲流器，使水庫(kù)與海水相通。壩底部安裝半透膜滲流器，使水庫(kù)與海水相通。水庫(kù)的水經(jīng)過半透膜不斷流入海水中為什么？，水庫(kù)水庫(kù)的水經(jīng)過半透膜不斷流入海水中為什么？，水庫(kù)水位不斷下降，這樣河水就可以利用它與水庫(kù)的水位差沖水位不斷下降，這樣河水就可以利用它與水庫(kù)的水位差沖擊水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。擊水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。技術(shù)難點(diǎn)：在低技術(shù)難點(diǎn)：在低于海平面的深坑于海平面的深坑建造電站；可以建造電站；可以抵抗腐蝕的半透抵抗腐蝕的半透膜。開展的前景膜。開展的前景不大。不大。新能源與分布式發(fā)電新能源與分布式發(fā)電海洋能發(fā)電海洋能發(fā)電2水壓塔滲壓發(fā)電水壓塔滲壓發(fā)電水壓塔與淡水間用半透膜隔開。先由海水泵向水壓塔內(nèi)充水壓塔與淡水間用半透膜隔開。先由海水泵向水壓塔內(nèi)充入海水，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)淡水從半透膜向水壓塔內(nèi)浸透，使水壓塔入海水，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)淡水從半透膜向水壓塔內(nèi)浸透，使水壓塔內(nèi)水位不斷上升，從塔頂水槽溢出，海水內(nèi)水位不斷