中國的海洋可再生能源的現狀

5/5中國的海洋可再生能源的現狀中國的海洋可再生能源的現狀

夏潮汐電站操作江夏潮汐電廠,一個偉大的利潤來自其發(fā)電,土地回收、水產養(yǎng)殖和貝類養(yǎng)殖。此外,豐富的經驗優(yōu)化生態(tài)環(huán)境已經積累。自從江夏潮汐電站于1985年投入運營,在進步潮汐能的發(fā)展在中國。例如,Xingfuyan潮汐能工廠在中國是第二大的,是構建和集成到電網1989年5月(Cai和李1996)。與潮汐的技術進步發(fā)電、潮汐的能量從金融行業(yè)仍面臨多重挑戰(zhàn),隨著它的發(fā)展從技術和環(huán)境方面研究和發(fā)展方向廣泛的商業(yè)規(guī)模部署(史和郭2012)。選址在潮汐能源的利用率是非常重要的。因此,426潛在的網站利用潮汐能源在中國已經初步選定,其中242網站適用于潮汐能源水壩安裝能力從200到1000千瓦(Shietal.2011年)。這些網站,薩沙灣的潮差8m,和象山灣,潮汐的范圍6米,坐落在福建和浙江兩省,分別被認為是最好的候選人的網站(吳1999)。薩沙灣有兩個水域,Dongwuyang灣和Sanduao,組成兩個水庫大壩延伸3.9公里和5.7公里,和封閉的兩個地區(qū)1.44×108m2和2.33×108米2,分別(Shietal.2011年)。這將允許薩沙灣形成兩個水庫大能力和短的堰壩。所有這些因素可以滿足要求

3潮流能源3.1資源和分布潮流能源利用動能提供電流,可以轉換與潮流可再生電力設備直接放置在流而不是前面提到的大壩結構。電流正比于速度的立方的力量和通量。一般來說,水流在水通道的最大流速超過基于潮流能量密度及其對環(huán)境的影響,潮流的能源資源金湯通道,龜山通道,在舟山群島和西堠門通道,在杭州灣通道,值得優(yōu)先被剝削。在這些渠道,最大流速超過5米/秒。

類似于潮汐能源資源分布、潮流的能源資源海岸的中國也不是均勻分布的。當前大多數的沿海水域的速度渤海的小于0.77m/s,除了水通道(如Laotieshan水通道)。目前的速度是0.5到1.0m/s在黃海,并且可以達到1.5-3.0m/s長江口、杭州灣的嘴,水通道在舟山群島,和嘴的河流在浙江和福建兩省沿著海岸線中國東海。海洋氣流速度在南海沿海水域最低的,低于0.5m/s。潮流的理論容量能量的海岸浙江省位于中國東海海岸是最大的,達到7090兆瓦,占總數的50.8%泰德

3.2發(fā)展現狀潮流在中國能源利用可以追溯到1980年代。到目前為止,4潮流電站已經構造(表5)。新委托Haineng我潮流電站,發(fā)電能力300千瓦,使用了一種潮流渦輪和已經成為世界上最大的潮流電站。這表明中國已經進入示范階段潮流能源的利用率。的進一步促進和大規(guī)模商業(yè)化種潮汐渦輪機技術將推動進一步發(fā)展相關機械制造以及材料嗎加工業(yè),促進區(qū)域經濟發(fā)展和就業(yè)。

潮流發(fā)電機可分為軸流式渦輪或錯流渦輪機。軸流式渦輪可分為種渦輪機和水平軸渦輪機。種渦輪機可以雙向流動沒有投球的葉片,和發(fā)電機可以加載在一艘,避免嚴格的密封要求。它們很容易操作和維護。種渦輪機的發(fā)展在中國有大約30的歷史年,快速發(fā)展在過去的十年里。主要是致力于努力提高渦輪效率,力量,和承運人的穩(wěn)定。我的70千瓦萬向潮流電站加載雙體船。它包含兩種渦輪機矩形主見葉片組成。收集到的數據顯示,平均輸出功率5-20kW,以目前的速度達到2到2.5m/s

水平軸風力發(fā)電機的研究開始后。研究水下渦輪機浙江大學始于2004年。5千瓦水平軸渦輪機的原型進行了測試2006年在一個水通道(林etal.2008年),和一個升級25千瓦原型設計2009年在海上試航先后和測試(Maetal.2010年)。在測試期間,機械傳輸顯示表現不佳,沒有能量緩沖,密封失敗(Maetal。2011)。為了處理這些問題,一個電液變距控制系統采用液壓傳動(馬馬etal.2011;etal.2010b)。此外,一個改進密封機制和基于壓力梯度的檢漏系統提出了解決密封問題(劉etal.2007b;曾慶紅2007)。最近,東北師范大學的研究人員致力于發(fā)展小型水下直接驅動發(fā)電機,它可以滿足水下設備。一些特殊的設計是使設備緊湊、高效和可靠。首先,自潤滑,免維護,降低了電磁推力軸承包friction-induced軸承之間的能量損失。第二,密封的發(fā)電機隔離的材料保證它可以作用即使在水下300米(朱etal.2012年)。第三,主見渦輪機是為了保證它可以在一個旋轉迪

對橫流式渦輪機,中國海洋大學的研究人員提出一個新奇的想法使用靈活的葉片渦輪(王etal.2011年)。靈感來自于帆,前進的風和逆風。刀片是由時間組成的靈活的材料,使渦輪容易生產和運輸。渦輪旋轉升力和阻力不需要下一個變距控制系統。5千瓦在海上試驗樣機進行了測試,結果表明,它可以從當前的速度開始0.8m/s,產出約3千瓦的當前速度1.5米/秒,有力量王系數28%到30%(2009)。

4波能4.1資源和分布波浪能是海洋能源資源中最為很難預測,因為波是由風吹在海洋的表面,這是高度可變的。的能量波與波高的平方與運動時期。因此,在海浪和一段時期的4到6s和振幅1到1.6米,有明顯的能量一般通量平均2至8千瓦每單位寬度的迎面而來的巨浪。它是估計大約有12.85千瓦的沿海水域波浪發(fā)電的渤海海,黃海,東海,南海在中國。平均波在表6中給出了一些省份的沿海水域?；诓芰棵芏群托Νh(huán)境的潛在影響,波浪能資源的優(yōu)先級應發(fā)展海岸

4.2發(fā)展現狀振蕩水柱(油水界面)、擺振蕩浮標,索爾特鴨四種類型的波浪能量轉換器(wec)已經在海洋開發(fā)和測試試驗在中國。相比其他類型的wec,owc的研究在中國花了很長時間。到目前為止,廣州能源研究所建立了三個實驗在岸owc的能力3千瓦,20千瓦,100千瓦,分別5kW浮動向后彎管浮標(BBDB)油水界面。此外,幾個10WBBDBowc出口導航照明(你etal.2003年)。油水界面只是由一個空氣室,里面的空氣是由表面波的波動,和一個空氣渦輪,運動能量轉化為電能。結果20千瓦飛行員波電站表明空氣chamb的捕獲率搖擺的設備在軸向前和向后,因此驅動液壓系統發(fā)電。有在中國兩個在岸擺wec能力的8千瓦和30千瓦,分別。后來30kW擺WEC(圖2)是建造在一起風力和光伏能源轉化系統滿足的權力要求Daguan島山東省。此外,一個浮動的鴨子設備容量10千瓦的部署在2009年底,經過三年的研究,測試,和建設,一個水下板的穩(wěn)定性和可靠性是附加到提高浮動鴨(你etal.2012年)。

目前,wec的成本在中國還不能與傳統的競爭能量轉換器。然而,他們的使用是有前途的島嶼上,補充劑的化石燃料價格昂貴,而且很難進入未來。液壓傳動是好適合實現獨立發(fā)電來滿足島上的電力需求。通過蓄電池和控制系統、發(fā)電機可以順利進行。一個試驗表明,56%的傳輸效率從鐘擺的機械能輸出電能可以通過液壓傳動(人民幣1990)優(yōu)化后的效率超過60%的估計(你etal.2008年)。一個閉環(huán)反饋電路由變量泵和液壓傳動變量馬達來實現平滑generati力量

5海洋熱能5.1資源和分布海洋熱能轉換(OTEC)利用溫度之間的差異深涼水,持有5℃,淺溫暖水域(或地表水)通常保持25℃,運行一個熱機和生產有用的工作。據估計,在中國大約有1.16×1018kJ的海洋熱能儲備技術可在水域主要沿美國東海岸的臺灣和廣東、廣西兩省的沿海地區(qū)以及從海南島和南海群島(王etal.2011年)。的海洋熱能資源分配表7中給出了中國的海岸線王(Shietal.2011;和陸2009)。

南中國海的沿海水域擁有最豐富的海洋熱能中國的沿海水域(王etal.2011年)之間的平均溫差水面和500到800米的位置是超過20℃。他們的海洋熱能的理論儲備12.96×1018kJ(Shietal.2011年)。南中國海面積廣闊,可以分為三個部分,中部,南部北部地區(qū),海洋熱能在中央的理論儲備的一部分最大。西沙群島,位于西部地區(qū)的核心部分中國海,由30多個島嶼、沙洲、暗礁,水深有900西沙群島1000米。適用于地面或大陸的建設類型熱電發(fā)電站。永興島,瞧

臺灣東海岸水域和陡峭的懸崖,溫差頂級溫暖層和深層冷水之間的變化20℃至24℃。據估計海洋熱能儲備可用在臺灣約2.2×1014kJ(王和陸2009)?；谀芰棵芏取α亢烷_采條件下,海洋熱能資源在中央島嶼(特別是南海的一部分西山群島)和臺灣東海岸的那些最值得被剝削優(yōu)先。

5.2發(fā)展現狀只有少數的研究在中國海洋熱能轉換。在1980年代一個mist-lift周期(多層陶瓷)實驗是在廣州市李(2008)。多層陶瓷是Ridgway發(fā)明的(1977),俗稱熱力循環(huán)的毫無差別。后溫暖的水霧化和閃爍,霧上升到一定高度和凝結的水再通過冷凝器。之后,水跌倒,推動水輪機旋轉。的輸出功率成正比了水數量、提升高度和效率水輪機。通過這種方法,消除大型熱交換器,海洋熱能轉換效率提高水輪機,取代了蒸汽渦輪機。雖然它是一個好主意,理論分析表明,起重塔約100米身高要求獲得凈輸出功率(李2008;吳etal.1991年),這是很困難的意識到。研究這種方法早期停止

一個200W氨飽和汽輪機是由天津大學(趙2005)。一個實驗性的水下滑翔機推動由熱能轉換熱能發(fā)動機開發(fā)和測試2005年7月在千島湖(2005張)。第一研究所國家海洋局海洋已經進行了一項調查閉路熱能轉換,現在正在進行一個項目開發(fā)一個15kW閉路海洋熱能轉換系統與國家高技術研究和發(fā)展的支持計劃(國家高科技研究的先進能源技術領域的專家中國發(fā)展項目2010)。

6個鹽度梯度能量6.1資源和分布鹽度梯度能量可以從鹽濃度之間的區(qū)別海水和河水。外匯儲

備主要依賴于河水流入海洋。中國幾家大型河流,碰到渤海,黃海,東南海,南海,有豐富的鹽度梯度能量資源河口。表8展示了在中國主要河口鹽度梯度能量(Shietal.2011年)?？梢钥闯?有3.58×1015kJ的鹽度梯度能量沿著沿海水域中國的理論功率約為113.5GW。鹽度梯度能量資源中國的海岸線分布是不均勻的。長江河口的能力河和珠江的分別占61.8%和61.8%

6.2發(fā)展現狀盡管大量的鹽度梯度能源是世界上最大的海洋2003年可再生能源資源(瓊斯和芬利),它是最不發(fā)達的海洋在中國可再生能源。很少有報道鹽度梯度能量轉換(SGEC)。到現在,pressure-retarded滲透設備測試,最大輸出1.2w.因此它很難成為一個成功的實驗(王1985)。雖然設備是精心設計的,脆弱的膜系統和的不良表現人造水輪機和原始發(fā)電機不可避免地導致效率低(寧1990)。幾年前,一個實驗調查了電透析(胡錦濤和冀2009)。然而,沒有后續(xù)出版。中國的鹽度梯度能量資源豐富,主要分布在長江三角洲和開發(fā)珠江三角洲經濟區(qū)。經濟中心附近鹽度梯度能量可以滿足當地的電力需求,可以預見到,有一個良好的前景商業(yè)化。目前,鹽度梯度能源發(fā)展受到膜技術。然而,世界上第一個年代的委員會

1.2w.因此它很難成為一個成功的實驗(王1985)。雖然設備是精心設計的,脆弱的膜系統和的不良表現人造水輪機和原始發(fā)電機不可避免地導致效率低(寧1990)。幾年前,一個實驗調查了電透析(胡錦濤和冀2009)。然而,沒有后續(xù)出版。中國的鹽度梯度能量資源豐富,主要分布在長江三角洲和開發(fā)珠江三角洲經濟區(qū)。經濟中心附近鹽度梯度能量可以滿足當地的電力需求,可以預見到,有一個良好的前景商業(yè)化。目前,鹽度梯度能源發(fā)展受到膜技術。然而,世界上第一個年代的委員會受到影響。這樣的能源發(fā)展顯然是不可行的。為了解決這個問題,河水和海水可以通過液壓轉向岸邊管道,因此SGEC可以實現。

7總結和觀點中國有豐富的海洋能源資源分布不均的海岸線32000公里,擁有巨大的潛力來發(fā)展海洋可再生能源。這項技術利用潮汐能源在中國最成熟的五種海洋可再生的能量。的發(fā)展潮流、波浪、海洋熱,和鹽度梯度能量仍在進行之中。預計將大大有助于一個這樣的發(fā)展增加可再生能源在能源消費總量的比例,環(huán)境保護,在中國經濟的發(fā)展。

潮汐能,中國有大約110兆瓦的潮汐能的四個沿海水域。與強大的潮汐在中國的東部沿海地區(qū),有88年和73年潛在大壩網站分別對潮汐電站,在福建和浙江兩省平均潮4到5米的范圍。161網站的研究,薩沙灣的潮差8m,和象山灣潮差為6米,坐落在福建和浙江兩省,分別被認為是中國最好的候選站點潮汐發(fā)電廠。

潮流能源時,理論潮流能源的能力浙江沿海水域的東海是最大的,達到7090兆瓦,占總數的50.8%潮流在中國能源容量。潮汐津塘頻道目前的能源資源,龜山通道,和西堠門通道舟山群島以及杭州灣通道是最值得利用優(yōu)先。

至于波能,臺灣的東海岸,浙江的中部海岸渤海海峽和福建省的北部海岸有一個最大波浪發(fā)電潛力7.73千瓦/m。然而,波功率在長江口,南部和浙江北部地區(qū)的海岸,廣東東部的海岸,和西沙群島降低3.63到4.05kW/m。作為一個從長江口向北移動,它進一步降低值小于3kW/m。因此,浙江,福建,和臺灣是最好的地方,利用波的能量。

海洋熱能而言,大約有373千瓦的海洋熱能源技術可用,主要沿美國東海岸臺灣的海岸廣東和廣西兩省,以及從海南