新能源課程報告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)x x x x 大 學(xué)新能源技術(shù)課程報告姓名學(xué) 號：學(xué)院(系):自動化學(xué)院專 業(yè):電力系統(tǒng)及其自動化題 目:洋流能的發(fā)展?fàn)顩r與最新研究狀況組別任課教師碩士導(dǎo)師2017年12月25號洋流能的發(fā)展?fàn)顩r與最新研究狀況摘要：首先，本文介紹了洋流能的基本概念與利用洋流能發(fā)電的基本原理，并簡單介紹了利用洋流能發(fā)電的常用裝置。然后，介紹了一種新穎的利用洋流能發(fā)電的裝置：海洋風(fēng)箏。詳細(xì)闡述了海洋風(fēng)箏的工作原理，并對比了兩種不同結(jié)構(gòu)的海洋風(fēng)箏，介紹了他們的研發(fā)現(xiàn)狀以及實際的應(yīng)用狀況。重點

2、介紹了由意大利科學(xué)家研發(fā)出的最新結(jié)構(gòu)的GEM-Oceans Kite具體結(jié)構(gòu)，以及相關(guān)的創(chuàng)新與改進。并且對改進前后的GEM-Oceans Kite發(fā)電效率進行了分析和對比，發(fā)現(xiàn)效率得到很大提高。最后，對海洋風(fēng)箏在發(fā)電過程中存在的優(yōu)缺點進行了總結(jié)，對其應(yīng)用前景進行了展望。關(guān)鍵詞： 洋流能；海洋風(fēng)箏；工作原理；創(chuàng)新The development of marine current energy and the latest research statusABSTRACT：First of all, this article introduces the basic concepts of mari

3、ne currents and the basic principles of using marine currents to generate electricity. Then, the article introduces a novel device that uses marine currents to generate electricity: Oceans kite. The working principle of Oceans kite is expounded in detail, and two kinds of Oceans kites with different

4、 structures are contrasted. The status quo of their research and development of the actual application are introduced. The article highlights the latest structure of the GEM-Oceans Kite, developed by Italian scientists, and the latest improvements. The efficiency of GEM-Oceans Kite power generation

5、before and after the improvement is analyzed and compared, and the efficiency is greatly improved. Finally, the advantages and disadvantages of Oceans kites in power generation are summarized, and their application prospects are prospected.KEYWORDS：Marine Current Energy; Oceans Kite; Working princip

6、le; Innovations1 引言洋流能即海流能，是取之不盡的海洋發(fā)電能源的一種。人類賴以生存的地球面積約為5.1億平方千米，其中浩瀚無邊的海洋占71%。據(jù)估計：蘊藏在海洋中的潮汐能、海流能、海洋溫差能和波浪能的可再生總量為766億千瓦。其中，洋流能由于其可利用能量大、相對較穩(wěn)定的特點，引起了重點關(guān)注。圖1 太平洋區(qū)域洋流基本分布如圖1所示，為太平洋區(qū)域洋流基本分布示意圖。洋流是海洋中海水因熱輻射、蒸發(fā)、降水、冷縮等而形成密度不同的水團，再加上風(fēng)應(yīng)力、地轉(zhuǎn)偏向力、引潮力等作用而具有相對穩(wěn)定速度的流動。因而，洋流能從本質(zhì)上說，就是海水流動產(chǎn)生的動能。2 世界洋流能利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 2.1我

7、國洋流能資源分布我國的洋流是季節(jié)性變化的。沿岸流系的季節(jié)變化除受大陸徑流變化的影響外，還受季風(fēng)變化的影響，與季風(fēng)變化相一致。我國渤海、黃海、東海的海流主要是由黑潮暖流和沿岸流兩個流系組成，具有氣旋式環(huán)流的特征。其中黑潮流系是由黑潮主干及其分支組成。南海因其位于熱帶季風(fēng)區(qū)，夏季盛行西南風(fēng)，冬季風(fēng)盛行東北風(fēng)，季風(fēng)方向于海區(qū)長軸一致，有利于穩(wěn)定流系的發(fā)展。2.2 國內(nèi)外洋流能發(fā)電現(xiàn)狀20世紀(jì)70年代，美國與日本率先開始研究潮流能與洋流能發(fā)電。1974年美國開發(fā)了一種小型傘式水輪機，并在佛羅里達洋流中進行了試驗。1985年，美國在墨西哥灣海域進行了一臺2kW的水輪機的試驗，同年另一臺20kW的潮流能發(fā)

8、電機在紐約市的河中進行了試驗。目前，美國、挪威、法國、愛爾蘭、英國等國都陸續(xù)有潮流能與洋流能發(fā)電機投入測試，單機容量幾百千瓦的機組各國都己有較為成熟的機型，1MW以上的機組己經(jīng)開始投入研發(fā)、試驗。未來潮流能與洋流能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展方向與波浪能類似，發(fā)電效率與可靠性是首要解決的問題。要達到商業(yè)化運行的程度，必須繼續(xù)降低先期投入的成本與運行費用。中國的洋流能儲量非常豐富。根據(jù)1989年的中國沿海農(nóng)村海洋能資源區(qū)劃對全國130個水道的統(tǒng)計，理論平均功率為13948.2MW。其中以東海沿岸的省份為主，浙江省的洋流能更是占全國一半以上。特別是舟山群島區(qū)域，部分水道的洋流流速高于4 m/s，適合大型潮流發(fā)電

9、場的建設(shè)。我國的潮流能和洋流能發(fā)電技術(shù)的研究開展得較早。在60年代就己經(jīng)進行過水流發(fā)電機的試驗。80年代中期，哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制了1kW的潮流能發(fā)電裝置的樣機。2002年中國第一座70kW的潮流能發(fā)電站在浙江舟山建成發(fā)電。此后，國內(nèi)許多高校與科研機構(gòu)陸續(xù)進行了各種不同特性潮流能和洋流能發(fā)電設(shè)備的研究，不過單機容量仍然較小。國家中長期科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（20062020）中已將150kW洋流能電站關(guān)鍵技術(shù)列為我國海洋能研究開發(fā)的重點項目。3 洋流能發(fā)電基本原理與典型發(fā)電裝置3.1 洋流能發(fā)電基本原理利用洋流能發(fā)電基本原理與利用風(fēng)力帶動渦輪機發(fā)電原理基本相同：一定流速的洋流通過渦輪發(fā)電機中的渦輪

10、，使渦輪旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子在定子中轉(zhuǎn)動。發(fā)電機轉(zhuǎn)子通過直流形成磁場，此磁場在定子中轉(zhuǎn)動后，磁力線切割定子中的線圈，在線圈中感應(yīng)除電勢，很多線圈的電勢疊加后在發(fā)電機端子處形成電壓，就能夠向負(fù)荷供電了。3.2 典型利用洋流能發(fā)電的裝置目前，利用洋流能發(fā)電的裝置有很多種，這里簡單介紹幾種裝置的工作原理。3.2.1水平軸渦輪機與垂直軸渦輪機水平軸渦輪機，垂直軸渦輪機是利用洋流流過渦輪機帶動其葉片轉(zhuǎn)動進行發(fā)電，結(jié)構(gòu)示意圖分別如圖2，圖3所示。圖2 水平軸渦輪機圖3 垂直軸渦輪機3.2.2擺動水翼艇擺動水翼艇則是基于擺動式水翼的流體能量捕獲技術(shù)研究，與現(xiàn)有的基于旋轉(zhuǎn)葉片的水輪機技術(shù)相比，這種基于擺動水

11、翼的流體能量捕獲技術(shù)具有對環(huán)境影響小、噪聲小，捕能效率高以及可在淺水使用等優(yōu)點，另外還具有翼片結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，捕能效率高等特點，大約為傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)水輪機 4 倍的捕能效率。擺動水翼艇結(jié)構(gòu)如圖4所示。圖4擺動水翼艇3.2.3文丘里結(jié)構(gòu)裝置文丘里結(jié)構(gòu)是利用流體壓差的一種裝置，是意大利物理學(xué)家G. B. 文丘里發(fā)明的。文丘里管是先收縮而后逐漸擴大的管道，如果渦輪機安裝合理可以有效的利用洋流進行發(fā)電。但目前僅限于實驗室研發(fā)階段，還沒有完全投入使用。文丘里結(jié)構(gòu)如圖5所示。圖5 文丘里結(jié)構(gòu)裝置3.2.4 阿基米德螺旋阿基米德螺旋工作原理是當(dāng)洋流帶動其軸轉(zhuǎn)動時，螺桿一方面繞本身的軸線旋轉(zhuǎn)，另一方面它又沿襯套

12、內(nèi)表面滾動，于是帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動。螺桿每轉(zhuǎn)一周,密封腔內(nèi)的液體向前推進一個螺距，隨著螺桿的連續(xù)轉(zhuǎn)動，液體螺旋形方式從一個密封腔壓向另一個密封腔。阿基米德螺旋是一種新型的帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動的機械，具有結(jié)構(gòu)簡單、工作安全可靠，使用維修方便、壓力穩(wěn)定等優(yōu)點。同樣由于其用于海底時，受微生物等復(fù)雜環(huán)境影響大效率被限制，還處于進一步研發(fā)階段。阿基米德螺旋如圖6所示。圖6 阿基米德螺旋4 海洋風(fēng)箏-新型的洋流能發(fā)電裝置4.1 海洋風(fēng)箏的工作原理海洋風(fēng)箏主要結(jié)構(gòu)是翅膀和渦輪機。海洋風(fēng)箏通常使用功率約150800千瓦的渦輪機。一般放置在海面以下50300米處，用電纜連接到海底。 它可以在洋流速度大約為1到2.5 m/

13、s的條件下工作。 當(dāng)發(fā)電時，海洋風(fēng)箏會左右擺動，它的運動路徑是“八”字型，就像我們看到風(fēng)箏在空中飛舞一樣。4.2 海洋風(fēng)箏的主要結(jié)構(gòu)海洋風(fēng)箏現(xiàn)階段主要分為兩種結(jié)構(gòu)。第一種結(jié)構(gòu)為機翼加渦輪機的結(jié)構(gòu)。第二種結(jié)構(gòu)就是由意大利科學(xué)家發(fā)明的GEM-Oceans Kite（這種最新結(jié)構(gòu)前不久研發(fā)成功，還沒有投入實際使用）。4.2.1 第一種結(jié)構(gòu)：機翼和渦輪機第一種結(jié)構(gòu)的海洋風(fēng)箏，一般如下圖7所示?？梢郧宄乜闯?，它主要由兩部分組成：機翼和渦輪發(fā)電機。 風(fēng)箏的翅膀長約12米，起到調(diào)節(jié)方向和提供浮力的作用，而渦輪機起到發(fā)電作用。由于海水密度是空氣的800倍，安裝在水下風(fēng)箏上的小型渦輪機產(chǎn)生的能量就相當(dāng)于空中的

14、800倍。瑞典Minesto公司成功地研制一款水下風(fēng)箏，就是使用的第一種結(jié)構(gòu)。它能夠在洋流中俯沖和下潛，它看上去頗似孩子的玩具，Minesto公司稱這項最新技術(shù)為“深綠”，即使海面十分平靜，也能產(chǎn)生500千瓦的能量。水下風(fēng)箏可使洋流能量增加至80%，Minesto公司宣稱，“深綠”水下風(fēng)箏的第一款比例模型將于2011年在北愛爾蘭海岸部署運行。圖7 Minesto公司研發(fā)的“深綠”海洋風(fēng)箏4.2.2 第二種結(jié)構(gòu)：GEM-Oceans Kite 海洋風(fēng)箏的第二種結(jié)構(gòu)，即GEM-Oceans Kite是由意大利科學(xué)家研發(fā)成功的，“GEM”代表意大利語“Generatore Elettrico Mar

15、ino”的縮寫,意思是海洋電力發(fā)電機。與第一種結(jié)構(gòu)相比，其整體所占空間較小，并在結(jié)構(gòu)改進后效率得到很大提高（后面章節(jié)將重點闡述），因此我將詳細(xì)介紹這種結(jié)構(gòu)。GEM-Oceans Kite海洋風(fēng)箏概念CAD模型如圖8所示。GEM-Oceans Kite主要由五部分組成：兩個渦輪機浮體V型尾翼擴散器型葉片保護罩能量傳輸裝置圖8 GEM-Oceans Kite海洋風(fēng)箏概念CAD模型兩個渦輪機作用是將洋流能轉(zhuǎn)換為電能。發(fā)電的主要過程就是當(dāng)一定流速的洋流通過渦輪發(fā)電機中的渦輪，使渦輪旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子在定子中轉(zhuǎn)動。發(fā)電機轉(zhuǎn)子通過直流形成磁場，此磁場在定子中轉(zhuǎn)動后，磁力線切割定子中的線圈，在線圈中感應(yīng)

16、除電勢，很多線圈的電勢疊加后在發(fā)電機端子處形成電壓，就能夠向負(fù)荷供電了。浮體的作用與第一種結(jié)構(gòu)中的機翼相同，能夠為海洋風(fēng)箏提供所需要的浮力，以保證其在懸浮狀態(tài)下正常工作。V型尾翼可以在潛艇身體受到洋流沖擊時增強其縱向穩(wěn)定性，并可通過可調(diào)節(jié)的尾翼改變自身方向，增強了海洋風(fēng)箏在水下的靈活性。擴散器型的葉片保護罩是科研人員最新研究出的成果。它的作用是加快流過渦輪機的洋流流速，因為渦輪機發(fā)電功率與洋流流速的三次方成正比，所以可以使渦輪機發(fā)電量有很大提高，也使渦輪機效率有很大提高。 能量傳輸裝置作用是連接電纜并將渦輪機產(chǎn)生的電能傳輸給分布于海底的電能采集網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)電能的采集與輸送。4.3 GEM-O

17、ceans Kite的發(fā)電效率在GEM-Oceans Kite設(shè)計研發(fā)的過程中，發(fā)電效率一直是重點研究的問題，洋流流速下怎樣使效率提高是科研人員一直想要解決的問題。根據(jù)搭建的GEM-Oceans Kite的CAD模型，研究人員觀察和測量的數(shù)量包括：假定對稱的工作條件下，左手側(cè)渦輪機轉(zhuǎn)矩和角速度，從中可以估計總輸出功率; 通過稱重傳感器獲得的電纜上的張力；通過慣性平臺獲得水下整個系統(tǒng)的狀態(tài)。 這些參數(shù)足以表征海洋風(fēng)箏系統(tǒng)的整體工作效率和發(fā)電量。 當(dāng)洋流流速為，海洋風(fēng)箏總體上受到三個力的作用：繩索張力，浮體產(chǎn)生的浮力以及總水平力。當(dāng)海洋風(fēng)箏處于穩(wěn)定狀態(tài)時，這三個力保持平衡，使風(fēng)箏以“八”字形路徑運

18、動，同時渦輪機穩(wěn)定發(fā)電。研究表明，由于海水密度是空氣的800倍，使用水下風(fēng)箏的小型水輪機產(chǎn)生的能量約為小型渦輪機在空氣中產(chǎn)生能量的800倍。GEM系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)條件下的示意圖，如圖9所示。圖9 GEM系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)條件下的示意圖我們將效率定義為，其計算公式如下： （1）在公式（1）中，是功率，是洋流的速度（在穩(wěn)定狀態(tài)下），A是參考表面（與渦輪盤面積重合）的面積，是海水密度。 考慮到渦輪速度和洋流流速，在GEM海洋風(fēng)箏效率分析的過程中，我們將轉(zhuǎn)子尖端速度TSR定義為參數(shù)，用來探究最大效率。TSR計算公式如下所示： （2）其在公式（2）中， 是渦輪速度和是洋流流速，R是標(biāo)稱渦輪盤半徑。GEM-Oceans

19、 Kite沒有改進之前（沒有擴散器）轉(zhuǎn)子尖端速度TSR與發(fā)電機效率之間的關(guān)系，如下圖10所示。實驗時，V型尾翼為垂直狀態(tài)，洋流流速V=1.5m/s。 圖10 效率與轉(zhuǎn)子尖端速度函數(shù)（渦輪沒有擴散器，垂直V型尾翼，V = 1.5 m/s） 從上圖可以看出，最初的GEM-Oceans Kite在正常運行狀態(tài)下，發(fā)電效率大概只能達到40%50%，并不是很理想。綜合考慮海底復(fù)雜的環(huán)境，以及水下高額的運行維護費用，結(jié)構(gòu)沒有改進之前的GEM-Oceans Kite似乎沒有很大的實際使用價值。因此，科研人員一直在致力于提升其效率，使其有更大的使用價值。4.4 GEM-Oceans Kite結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新與改進

20、為了使GEM-Oceans Kite得發(fā)電效率得到提高，科研人員進行了很多嘗試，近年來有了比較大的突破。總的來說，對GEM-Oceans Kite效率提升起到重要作用的創(chuàng)新點有兩個，如下：加裝擴散器結(jié)構(gòu)的渦輪葉片保護罩GEM-Oceans Kite結(jié)構(gòu)上的第一個改進，就是加裝擴散器結(jié)構(gòu)的渦輪葉片保護罩。以往沒有加裝渦輪葉片的保護裝置，導(dǎo)致葉片容易受損，效率也得不到提高。加裝保護罩之后，一方面可以保護葉片，延長其使用壽命，另一方面，它可以在渦輪出口處形成一個低壓區(qū)域，就相當(dāng)于讓更多洋流流入渦輪機，從而增大了洋流流速V，進而增大了電能的輸出。通過公式（1）我們可以知道，渦輪機的發(fā)電量P和流速V的立

21、方成正比,很小的流速增量都能使發(fā)電功率P有很大的提高。加裝過擴散器結(jié)構(gòu)的渦輪葉片保護罩的GEM-Oceans Kite如圖11所示（圖中黃色部分為擴散器結(jié)構(gòu)的保護罩）：圖11 裝有葉片保護罩的GEM-Oceans Kite2) 在葉片和保護罩內(nèi)表面加細(xì)網(wǎng)格GEM-Oceans Kite結(jié)構(gòu)上的第二個改進，就是根據(jù)流體力學(xué)的計算，在葉片和保護罩內(nèi)表面加細(xì)網(wǎng)格，具體的細(xì)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)如12所示。同樣，經(jīng)過流體力學(xué)的推算，添加在葉片和保護罩內(nèi)表面的細(xì)網(wǎng)格，也可以有效地增大洋流流速V，進而增大電能的輸出。同時，增加的細(xì)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)也能夠有效地減少高速洋流對海洋風(fēng)箏的沖擊，使GEM-Oceans Kite整體的穩(wěn)

22、定性有了很大提高。大量實驗數(shù)據(jù)表明，改進后的結(jié)構(gòu)各方面性能都有很大提升。圖12 葉片和保護罩內(nèi)表面的細(xì)網(wǎng)格海洋風(fēng)箏改進前后的發(fā)電效率對比由改進前的海洋風(fēng)箏發(fā)電效率圖，即圖10，我們可以知道，最初的GEM-Oceans Kite在正常運行狀態(tài)下，發(fā)電效率并不是很高，總體效率大概只能達到40%50%。在進行了結(jié)構(gòu)上的改進，加裝了擴散器結(jié)構(gòu)的渦輪葉片保護罩，并且在葉片和保護罩內(nèi)表面加細(xì)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)之后，改進過后的海洋風(fēng)箏發(fā)電效率C與轉(zhuǎn)子尖端速度TSR之間的函數(shù)關(guān)系如圖13所示：圖13 效率與轉(zhuǎn)子尖端速度函數(shù)（渦輪改進后，裝有擴散器和細(xì)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，垂直V型尾翼，V = 1.5 m/s） 從上圖可以看出，在加

23、裝了擴散器結(jié)構(gòu)的保護罩，并且在葉片與保護罩內(nèi)表面添加細(xì)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)之后，穩(wěn)態(tài)運行時（垂直V型尾翼，V = 1.5m/s）渦輪機的發(fā)電效率提升到了60%80%，相比改進前的結(jié)構(gòu)效率有了極大的提高，大大提升了海洋風(fēng)箏實際應(yīng)用的價值。正因為GEM-Oceans Kite近年來在結(jié)構(gòu)上有了很大的提升，才引起了大家的關(guān)注。相信在不久的將來，結(jié)構(gòu)不斷改進的海洋風(fēng)箏會成為洋流能最有效的開發(fā)設(shè)備，并得到更廣泛的應(yīng)用。4.6 GEM-Oceans Kite的優(yōu)缺點海洋風(fēng)箏（主要針對GEM-Oceans Kite）的主要優(yōu)點如下：相同洋流流速下，其穩(wěn)態(tài)發(fā)電效率很高，能達到60%80%；結(jié)構(gòu)改進后，渦輪機所需的啟動流速

24、降低，使渦輪機能工作在更大的流速范圍中，從而增大了渦輪機的發(fā)電量；增加的葉片保護罩，可以一定程度的保護葉片，延長渦輪機的使用壽命。海洋風(fēng)箏（主要針對GEM-Oceans Kite）的主要缺點如下：海洋風(fēng)箏的葉片結(jié)構(gòu)需要使用高強度材料，來保證渦輪機能夠在海底復(fù)雜多變的環(huán)境中正常工作；海洋風(fēng)箏工作在海底，需要考慮設(shè)備密封問題，這會使其運行成本大大增加；海水的腐蝕問題將會對海洋風(fēng)箏的維護工作提出更高的要求。水下的很多微生物會附著在渦輪機表面，一方面造成設(shè)備的損壞，另一方面使渦輪機的發(fā)電效率大大降低，需要經(jīng)常進行維護工作，增大了運行成本。5 關(guān)于我國洋流能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議世界各國可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷史

25、證明，從研究開發(fā)到產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化的實現(xiàn)，需要經(jīng)歷幾十年的時間，而且可再生能源技術(shù)大都屬于高新技術(shù)，開發(fā)應(yīng)用需要大量資金，存在著較大的開發(fā)和市場風(fēng)險。同時，保護資源、環(huán)境是可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的首要目標(biāo)，這就使得該類產(chǎn)業(yè)在如何適應(yīng)市場經(jīng)濟特點方面，面臨著比常規(guī)產(chǎn)業(yè)更為突出的困難，政府的支持是發(fā)展新能源與可再生能源產(chǎn)業(yè)不可缺少的基本條件。根據(jù)我國洋流資源分布的特點以及當(dāng)?shù)氐纳鐣卣?，可制定相?yīng)的洋流資源發(fā)展規(guī)劃。如，在東南沿海地區(qū)，夏季溫度高、時間長，制冷的能耗相當(dāng)高，如果利用該區(qū)域豐富的洋流資源來制冷，可以大幅緩解我國南方地區(qū)夏季電力供應(yīng)不足的矛盾。東北、華北地區(qū)，冬季供暖的壓力非常大，當(dāng)前的供暖

26、方式以燃煤為主，空氣污染十分嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)厝藗兊纳钯|(zhì)量，而作為優(yōu)質(zhì)清潔能源之一的洋流能，資源量大，供應(yīng)持續(xù)穩(wěn)定，是北方供暖的最佳替代能源。為此提出以下建議：(1)加大政府資金投入，支持洋流資源的勘探、開發(fā)與可持續(xù)利用。查清各地區(qū)洋流資源潛力并進行科學(xué)評價。我國海岸線遼闊，洋流資源遠(yuǎn)景儲量巨大，但勘察研究程度較低，只有少數(shù)省市完成了少量洋流資源的勘查。加強基礎(chǔ)洋流資源勘查工作十分重要和必要。(2)建立政府專項基金，資助東南沿海地區(qū)洋流供暖工程中設(shè)備的研發(fā)制造工作。支持大型洋流發(fā)電設(shè)備的核心技術(shù)研究，如海洋風(fēng)箏及其高效結(jié)構(gòu)的先進設(shè)計方法研究等，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，以利于洋流能資源的開發(fā)利用和規(guī)?；?/p>

27、推廣應(yīng)用。(3)加強洋流能勘查技術(shù)研究，擴大對洋流資源儲量的發(fā)現(xiàn)；加強提高洋流能發(fā)電效率技術(shù)的研究，實現(xiàn)洋流資源的高效利用、廣泛使用。(4) 制定經(jīng)濟激勵政策。政府采取財政和金融等經(jīng)濟刺激措施是實現(xiàn)規(guī)劃目標(biāo)的關(guān)鍵性措施之一，也是促進可再生能源發(fā)展技術(shù)商業(yè)化，提高市場滲透率和經(jīng)濟競爭力的重要政策手段。特別是在商業(yè)化的初級階段，由于技術(shù)的價格承受力與政府推廣目標(biāo)之間存在著差距，政府政策上的支持往往是市場發(fā)育的關(guān)鍵因素。 如：對專門從事洋流資源開發(fā)利用企業(yè)的稅收減免政策；對合理使用洋流資源的用戶實施價格補貼政策；與洋流資源開發(fā)利用有關(guān)的投資補貼、低息貸款和信貸擔(dān)保、建立風(fēng)險投資基金、實施污染者付費制

28、度等。(5)采取政策支持、財政補貼、風(fēng)險投資等手段，在全國扶植幾個專門從事洋流能開發(fā)的大型集團公司，帶動洋流能利用的發(fā)展，逐步推進洋流能開發(fā)走向產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化。6 結(jié)束語隨著世界經(jīng)濟的增長，人們對于能源的需求量也在不斷增長。海洋能作為一種新型可再生的綠色能源，蘊藏量極為豐富，若得到有效開發(fā)，完全可以解決世界能源長期短缺的問題。隨著近年來，陸上油氣資源的不斷枯竭，石油天然氣的勘探開發(fā)也已經(jīng)逐步向海上、向深海前進。而海洋能不但可以借此機會得到發(fā)展，也可以為海上油氣開發(fā)提供便捷、廉價的能源。中國有著廣闊的海域和豐富的海洋能源，合理地利用這一資源不但可以促進中國經(jīng)濟的發(fā)展，也可以有效地保護環(huán)境，最終實

29、現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展。海洋能源中，洋流能作為穩(wěn)定性高、分布范圍廣的優(yōu)質(zhì)能源，也越來越得到科學(xué)家的重點關(guān)注 。相信隨著類似于海洋風(fēng)箏這樣利用洋流能發(fā)電的高效設(shè)備不斷地被研發(fā)出來，洋流能的應(yīng)用前景也將越來越廣闊。7 參考文獻夏登文.“十三五”海洋可再生能源開發(fā)利用戰(zhàn)略研究M. 北京：海洋出版社，2017.D. P. Coiro , G.Troise, F. Scherillo, A. De Marco and U. Maisto, Experimental Tests of GEM- Oceans Kite, an Innovative Patented Submerged System for M

30、arine Current Energy Production . IECCP, International Conference on Clean Energy Production, June 2011, Napoli, Italy.D. P. Coiro, A. De Marco, F. Scherillo, U. Maisto, R. Familio, G.Troise, Harnessing Marine Current Energy with Tethered Submerged Systems: Experimental Tests and Numerical Model Ana

31、lysis of an Innovative Concept. IECCP, International Conference on Clean Energy Production, June 2009, Capri, Italy.許寅，王培紅.潮汐能利用及江蘇省潮汐能發(fā)展概況J. 上海電力，2010（3）：188-190.Henry Jeffrey, Brighid Jay, Mark Winskel. Accelerating the development of marine energy: Exploring the prospects, benefits and challenges

32、J. Technological Forecasting & Social Change, 2013, 80(7): 1306-1316.游亞戈，李偉，劉偉民，李曉英. 海洋能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景J. 電力系統(tǒng)自動化，2010, 34(14): 1-12.Patent pending n.CS2010A Electrical generator driven by marine currents, equipped with diffuser and steering system.聯(lián)系方式：學(xué)生姓名： 通信地址：自動化學(xué)院 電力系統(tǒng)及其自動化 郵編： 聯(lián)系電話： E-mail: 新能源發(fā)

33、展簡介摘要：能源是人類生存和發(fā)展必不可少的重要物質(zhì)條件，人類文明進步和經(jīng)濟社會發(fā)展離不開能源的消耗。隨著煤炭、石油、天然氣等常規(guī)能源的消耗，尋找新能源便成為當(dāng)前最緊迫的任務(wù)。其中涌現(xiàn)出一批有開發(fā)前景的新能源代表，如風(fēng)能、核能、太陽能之列，但是目前的技術(shù)都存在或多或少的欠缺。開發(fā)利用新能源有利于優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)、保護生態(tài)環(huán)境、保障能源安全。同時也是拉動內(nèi)需、培育新的經(jīng)濟增長點、增加就業(yè)機會、促進經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。下面著重介紹一些新能源的發(fā)展現(xiàn)狀及其應(yīng)用前景，幫助人們更好的了解新能源對現(xiàn)實的重要性。關(guān)鍵字：新能源 發(fā)展前景 現(xiàn)實意義正文：新能源的定義及特征：新能源又稱非常規(guī)能源。是指

34、傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式。指剛開始開發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的能源，如太陽能、地?zé)崮堋L(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能和核聚變能等。新能源的特征：尚未大規(guī)模開發(fā)利用，資源賦存條件和物化特征與常規(guī)能源有明顯區(qū)別；開發(fā)利用技術(shù)復(fù)雜，成本較高；清潔環(huán)保，可實現(xiàn)二氧化碳等污染物零排放或低排放，資源量大、分布廣泛，但大多具有能量密度低的缺點。發(fā)展新能源的意義：中國能源需求的急劇增長打破了中國長期以來自給自足的能源供應(yīng)格局，自1993年起中國成為石油凈進口國，且石油進口量逐年增加，使得中國接入世界能源市場的競爭。由于中國化石能源尤其是石油和天然氣生產(chǎn)量的相對不足，未來中國能源供給對國際市場的依賴程度將越來越

35、高。國際貿(mào)易存在著很多的不確定因素，國際能源價格有可能隨著國際和平環(huán)境的改善而趨于穩(wěn)定，但也有可能隨著國際局勢的動蕩而波動。今后國際石油市場的不穩(wěn)定以及油價波動都將嚴(yán)重影響中國的石油供給，對經(jīng)濟社會造成難以估量的負(fù)面影響。大力發(fā)展可再生能源可相對減少中國能源需求中化石能源的比例和對進口能源的依賴程度，提高中國能源、經(jīng)濟安全。此外，可再生能源與化石能源相比最直接的好處就是其環(huán)境污染少。研究表明，新能源沒有對物質(zhì)的燃燒，簡單來說就是不直接使用熱能來發(fā)電，而是將其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能，例如光能、動能、核能等，這就直接確定了新能源是潔凈能源的特性，使用新能源時不會排放對環(huán)境有害的物質(zhì)，這也算環(huán)保的一

36、種有效形式。新能源的種類與特點：新能源領(lǐng)軍者太陽能太陽能是由太陽內(nèi)部氫原子發(fā)生氫氦聚變釋放出巨大電磁輻射而產(chǎn)生的能量，自太陽向周圍輻射能量。人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。植物通過光合作用釋放氧氣、吸收二氧化碳，并把太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能在植物體內(nèi)貯存下來的過程就是利用了太陽輻射出來的電磁能量光能。一般的太陽能發(fā)電有兩大類型：一類是太陽光發(fā)電，另一類是太陽熱發(fā)電。太陽能光發(fā)電是將太陽能直接轉(zhuǎn)變成電能的一種發(fā)電方式。它包括光伏發(fā)電、光化學(xué)發(fā)電、光感應(yīng)發(fā)電和光生物發(fā)電四種形式，在光化學(xué)發(fā)電中有電化學(xué)光伏電池、光電解電池和光催化電池。太陽能熱發(fā)電是先將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，再將熱能轉(zhuǎn)化成電能，

37、它有兩種轉(zhuǎn)化方式。一種是將太陽熱能直接轉(zhuǎn)化成電能，如半導(dǎo)體或金屬材料的溫差發(fā)電，真空器件中的熱電子和熱電離子發(fā)電，堿金屬熱電轉(zhuǎn)換，以及磁流體發(fā)電等。另一種方式是將太陽熱能通過熱機（如汽輪機）帶動發(fā)電機發(fā)電，與常規(guī)熱力發(fā)電類似，只不過是其熱能不是來自燃料，而是來自太陽輻射產(chǎn)生的熱量。顯然太陽能發(fā)電具有明顯的有點，如：無枯竭危險；安全可靠，無噪聲，無污染排放外，絕對干凈，使用者從感情上容易接受；不受資源分布地域的限制，可利用建筑屋面的優(yōu)勢；無需消耗燃料和架設(shè)輸電線路即可就地發(fā)電供電；能源質(zhì)量高；建設(shè)周期短，獲取能源花費的時間短。但也有明顯的缺點如：照射的能量分布密度小，即要占用巨大面積；獲得的能源

38、同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關(guān)。從太陽能光伏發(fā)電的起源及發(fā)展的歷史中可以發(fā)現(xiàn)，其實太陽能發(fā)電并不一定是嚴(yán)格意義上的環(huán)保，生產(chǎn)太陽能板就是一種高污染的工作，如果管理不善甚至?xí)斐筛鷩?yán)重的污染。此外太陽能發(fā)電太過于依賴天氣因素，使得太陽能發(fā)電難于并網(wǎng)，因此太陽能發(fā)電還處于研究的階段。新能源新秀風(fēng)能風(fēng)能地球表面大量空氣流動所產(chǎn)生的動能。由于地面各處受太陽輻照后氣溫變化不同和空氣中水蒸氣的含量不同，因而引起各地氣壓的差異，在水平方向高壓空氣向低壓地區(qū)流動，即形成風(fēng)。風(fēng)能資源決定于風(fēng)能密度和可利用的風(fēng)能年累積小時數(shù)。風(fēng)能密度是單位迎風(fēng)面積可獲得的風(fēng)的功率，與風(fēng)速的三次方和空氣密度成正比關(guān)系。風(fēng)能量是豐

39、富、近乎無盡、廣泛分布、干凈與緩和溫室效應(yīng)。 存在地球表面一定范圍內(nèi)。經(jīng)過長期測量，調(diào)查與統(tǒng)計得出的平均風(fēng)能密度的概況稱該范圍內(nèi)能利用的依據(jù)，通常以能密度線標(biāo)示在地圖上。風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù)，大約是每秒三公尺的微風(fēng)速度（微風(fēng)的程度），便可以開始發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，因為風(fēng)力發(fā)電沒有燃料問題，也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染。風(fēng)力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家很流行；我國也在西部地區(qū)大力提倡。小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)效率很高，但它不是只由一個發(fā)電機頭組成的，而是一個有一定科技含量的小系統(tǒng)：風(fēng)力發(fā)電機+充電器+數(shù)字逆

40、變器。風(fēng)力發(fā)電機由機頭、轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要，各部分功能為：葉片用來接受風(fēng)力并通過機頭轉(zhuǎn)為電能；尾翼使葉片始終對著來風(fēng)的方向從而獲得最大的風(fēng)能；轉(zhuǎn)體能使機頭靈活地轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能；機頭的轉(zhuǎn)子是永磁體，定子繞組切割磁力線產(chǎn)生電能。風(fēng)力發(fā)電機因風(fēng)量不穩(wěn)定，故其輸出的是1325V變化的交流電，須經(jīng)充電器整流，再對蓄電瓶充電，使風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)生的電能變成化學(xué)能。然后用有保護電路的逆變電源，把電瓶里的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成交流220V市電，才能保證穩(wěn)定使用。機械連接與功率傳遞水平軸風(fēng)機槳葉通過齒輪箱及其高速軸與萬能彈性聯(lián)軸節(jié)相連,將轉(zhuǎn)矩傳遞到發(fā)電機的傳動軸,此聯(lián)軸節(jié)應(yīng)按具有很好的吸收阻

41、尼和震動的特性，表現(xiàn)為吸收適量的徑向、軸向和一定角度的偏移，并且聯(lián)軸器可阻止機械裝置的過載。另一種為直驅(qū)型風(fēng)機槳葉不通過齒輪箱直接與電機相連風(fēng)機電機類型。風(fēng)能為潔凈的能量來源，具有顯著地優(yōu)點。當(dāng)今風(fēng)能設(shè)施日趨進步，大量生產(chǎn)降低成本，在適當(dāng)?shù)攸c，風(fēng)力發(fā)電成本已低于發(fā)電機。風(fēng)能設(shè)施多為不立體化設(shè)施，可保護陸地和生態(tài)。風(fēng)力發(fā)電是可再生能源，很環(huán)保。同時如同太陽能發(fā)電一樣，風(fēng)能發(fā)電同樣有相似的缺點。風(fēng)力發(fā)電在生態(tài)上的問題是可能干擾風(fēng)機建設(shè)地的生物，目前的解決方案是離岸發(fā)電，離岸發(fā)電價格較高但效率也高。在一些地區(qū)、風(fēng)力發(fā)電的經(jīng)濟性不足：許多地區(qū)的風(fēng)力有間歇性，更糟糕的情況是如臺灣等地在電力需求較高的夏季

42、及白日、是風(fēng)力較少的時間；必須等待壓縮空氣等儲能技術(shù)發(fā)展。風(fēng)力發(fā)電需要大量土地興建風(fēng)力發(fā)電場，才可以生產(chǎn)比較多的能源。進行風(fēng)力發(fā)電時，風(fēng)力發(fā)電機會發(fā)出龐大的噪音，所以要找一些空曠的地方來興建?，F(xiàn)在的風(fēng)力發(fā)電還未成熟，還有相當(dāng)發(fā)展空間。限制及弊端：風(fēng)能利用存在一些限制及弊端，風(fēng)速不穩(wěn)定，產(chǎn)生的能量大小不穩(wěn)定；風(fēng)能利用受地理位置限制嚴(yán)重；風(fēng)能的轉(zhuǎn)換效率低；風(fēng)能是新型能源,相應(yīng)的使用設(shè)備也不是很成熟。新能源的新探索海洋能海洋發(fā)電即為利用海洋所蘊藏的能量發(fā)電。其中海洋的能量包括海水動能（包括海流能、波浪能等）、表層海水與深層海水之間的溫差能、潮汐的能量等。海洋能通常指蘊藏于海洋中的可再生能源，主要包括