电气文献作业海洋能源发展及其应用.ppt

2019年7月30日,海洋能发电技术的发展及其应用,1,海洋能发电技术的发展及其应用,姓名： 班级： 学号： 专业：,海洋能发电技术的发展及其应用,2019年7月30日,海洋能发电技术的发展及其应用,2,目录,海洋能发电技术的发展及其应用背景 关键词和主题词 参考数据库 检索过程 有关内容总结 结论,2019年7月30日,海洋能发电技术的发展及其应用,3,海洋能是指依附在海水中的能源。 海洋通过各种物理过程或化学过程接收、存储和散发能量, 这些能量以波浪、海流、潮汐、温差等形式存在于海洋之中。海洋面积占地球总面积的71%, 到达地球的各种来自宇宙的能量, 大部分落在海洋上空和海水中,部分转化为各种形式的海洋能。 海洋能是清洁的可再生能源, 开发和利用海洋能对缓解能源危机和环境污染问题具有重要的意义, 许多国家特别是海洋能资源丰富的国家, 大力鼓励海洋能发电技术的发展。,海洋能发电技术的发展及其应用背景,2019年7月30日,海洋能发电技术的发展及其应用,4,海洋能的大部分来自于太阳的辐射和月球的引力。例如: 太阳辐射到地球表面的太阳能大部分被海水吸收, 使海洋表层水温升高, 形成深部海水与表层海水之间的温差, 因而形成由高温到低温的温差能； 太阳能的不均匀分布导致地球上空气流运动, 进而在海面产生波浪运动, 形成波浪能； 由地球之外其他星球( 主要由月球)的引力导致的海面升高形成位能, 称为潮汐能； 由上述引力导致的海水流动( 其特征是在一日内发生的、有规则的双向流动) 的动能称为潮流能； 非潮流的海流( 其特征是一日内不发生双向的流动) 的成因有受风驱动或海水自身密度差驱动等, 归根结蒂是由太阳能造成的, 其动能称为海流能。,2019年7月30日,海洋能发电技术的发展及其应用,5,关键词或主题词,海洋能 波浪能 潮流能 潮汐能 环境保护,2019年7月30日,海洋能发电技术的发展及其应用,6,参考数据库,百度文库 中文三大数据库 海洋能发电技术的发展现状与前景 SCI 、EI数据库 标准、专利、会议,2019年7月30日,海洋能发电技术的发展及其应用,7,检索过程,万方数据库,2019年7月30日,海洋能发电技术的发展及其应用,8,2019年7月30日,海洋能发电技术的发展及其应用,9,维普,2019年7月30日,海洋能发电技术的发展及其应用,10,cnki,2019年7月30日,海洋能发电技术的发展及其应用,11,2019年7月30日,海洋能发电技术的发展及其应用,12,2019年7月30日,海洋能发电技术的发展及其应用,13,2019年7月30日,海洋能发电技术的发展及其应用,14,2019年7月30日,海洋能发电技术的发展及其应用,15,2019年7月30日,海洋能发电技术的发展及其应用,16,2019年7月30日,海洋能发电技术的发展及其应用,17,有关内容总结,发展现状 目前，只有潮汐能发电技术比较成熟，其他形式海洋能的应用大都还停留在探索阶段。 1.1 潮汐能 潮汐能是海水受到月球、太阳等天体引力作用而产生的一种周期性海水自然涨落现象，是人类认识和利用最早的一种海洋能。潮汐能发电与水力发电的原理、组成基本上是一样的，也是利用水的能量使水轮发电机发电。问题是如何利用海潮所形成的水头和潮流量，去推动水轮发电机运转。海水的垂直涨落运动称为潮汐，海水水平运动叫潮流。人们通常把潮汐和潮流中所包含的机械能统称为潮汐能。潮汐能利用一般分两种形式：一是利用潮汐的动能，直接利用潮流前进的力量来推动水车、水泵或水轮发电机；一是利用潮汐的位能，在电站上下游有落差时引水发电。由于利用潮汐的动能比较困难，效率又低，所以潮汐发电多采用后一种形式，潮汐电站就是利用海洋潮位涨、落与库水位形成落差进行涨落潮发电。利用潮汐能发电可以采用单库单向、单库双向或双库单向等三种形式。,2019年7月30日,海洋能发电技术的发展及其应用,18,1.2 波浪能 波浪能发电是继潮汐发电之后发展最快的一种海洋能源利用措施。波浪能是由大气层和海洋在相互影响的过程中，由于在风和海水重力作用下形成永不停息、周期性上下波动的波浪，这种波浪具有一定的动能和势能。波浪能的大小与波高的平方和波动水域面积成正比。目前，日本、英国、美国、德国、加拿大、中国等都在研究波浪能发电，以日本、英国、挪威等国开发利用的水平较高。 1.3 温差能 温差能是由于深部海水与表面海水温度差而产生的能量。温差能发电与地热能发电相似，其方式有三种：第一种是开放循环式，即将海水直接在低压下蒸发，产生蒸汽，去推动涡轮发电机发电。 1.4 海流能 海流亦称洋流，是海洋中的海水朝一个方向不断流动，尤如河流具有固定流动路线一样，会产生一种不易觉察的海流动力。海流主要分布在大西洋的西部边界，那里有强大的黑潮海流、墨西哥海流，此外，世界上还有日本海流、北太平洋海流、南极环海流等。,2019年7月30日,海洋能发电技术的发展及其应用,19,2.海洋能利用前景 2.1 各种海洋能技术评价 从目前技术发展来看,潮汐能发电技术最为成熟,已经达到了商业开发阶段,已建成的法国朗斯电站、加拿大安纳波利斯电站、中国的江厦电站均已运行多年； 波浪能和潮流能还处在技术攻关阶段,英国、丹麦、挪威、意大利、澳大利亚、美国、中国建造了多种波浪能和潮流能装置,试图改进技术,逐渐将技术推向实用；温差能还处于研究初期,只有美国建造了一座温差能电站,进行技术探索。 从能流密度来看,波浪能、海流能的能流密度最大,因此这2种能量转换装置的几何尺度较小,其最大尺度通常在10m左右,可达到百千瓦级装机容量；温差能利用需要连通表层海水与深部海水,因此其最大尺度通常在几百米量级,可达到百千瓦级净输出功率；潮汐能能流密度较小, 需要建立大坝控制流量,以增大坝两侧的位差,从而在局部增大能流密度,计入大坝尺度,潮汐能的最大尺度在千米量级,装机容量可达到兆瓦级。 尺度小带来许多便利之处: 一是应用灵活, 建造方便,一旦需要可以在短时间内完成, 因此具有军用前景；二是规模可大可小,大规模可以通过适当装机容量的若干装置并联而成；三是对环境的影响较小。因此，人们普遍认为波浪能和潮流能对环境的影响不大,而潮汐能对环境的影响较大。基于以上理由,目前国外发展最快的是波浪能和海流能。而波浪能由于比海流能的分布更广, 因而更加受到人们的关注。,2019年7月30日,海洋能发电技术的发展及其应用,20,2.2 海洋能利用的意义 2.2.1 开发海洋能可以缓解能源紧缺 能源是世界经济增长的动力, 经济的增长总是伴随着能源消耗的增长。在20 世纪的100 年内, 世界能源消耗量增加了约9 倍。根据国际能源署(IEA) 的预测, 未来25 年内, 世界能源需求总量还将增加近1 倍。期间, 发达国家能源消费增长速度将减慢, 但在世界能源消费总量中仍占相当比重, 以亚太地区为主的发展中国家能源消费依然处于高增长状态。,2019年7月30日,海洋能发电技术的发展及其应用,21,。,与此同时,中国的化石能源资源非常有限。以石油为例,截至2004年底,中国石油剩余可采储量为 t,位居世界第13位,但仅占世界总量的1.4%,石油储采比13.4,远低世界平均水平的40.5。中国经济的增长在能源供应和需求问题上面临着严峻挑战。2004年的电荒已经凸显电力对经济发展的强力制约。可以预见,在不远的将来,中国有相当一部分能源需求不能由现在常规的能源供应来满足,也必须寻求新的办法来解决能源长期的需求短缺问题。海洋能作为一种新型的可再生能源,全球的可开发量远远超过目前的发电功率,大规模地开发海洋能可以缓解能源紧缺,是解决中国能源问题的一条有效途径,2019年7月30日,海洋能发电技术的发展及其应用,22,2.2.2 开发海洋能可以极大地增强海洋资源开发能力 目前陆地上资源日益枯竭,许多国家正逐渐将目光转向海洋。在海洋这一表层矿产中, 有着许多沉积物软泥,含有丰富的金属元素和浮游生物残骸,例如: 在覆盖超过 的海底红粘土中, 富含轴、铁、锰、锌、银、金等,具有较大的经济价值。 海底有富集的矿床。海洋矿砂主要有滨海矿砂和浅海矿砂。它们都存在于水深不超过几十米的海滩和浅海中, 该矿砂矿物富集且具工业价值,开采方便。另外,从这类砂矿中还可以淘出黄金、金刚石、石英、钻石、独居石、钛铁矿、磷钇矿、金红石、磁铁矿等。 所以,海洋矿砂已经成为增加矿产储量的最大的潜在资源之一,越来越受到人们的重视。,2019年7月30日,海洋能发电技术的发展及其应用,23,2.2.3 开发海洋能可以改善环境 20世纪人类文明发展在相当程度上依赖于煤炭、石油、天然气等化石能源的开发利用。但是, 利用化石能源也给地球环境造成了严重危害, 使人类生存空间受到了极大的威胁。化石能源对环境的污染, 主要表现在温室效应、酸雨、破坏臭氧层、大气颗粒物污染以及开采、运输、加工过程所造成的生态环境破坏。 随着现代工业的发展, 环境问题日趋严重。为了减轻污染对环境和公众健康的危害,中华人民共和国清洁生产促进法已于2003年1月1日正式施行,它指明了生产领域特别是工业生产的发展方向。因此,如何更加有效地利用能源就成为国内保护环境、改善环境质量的重要突破口, 而在能源利用中,节能降耗和开发新能源必然成为其核心问题。 海洋能作为一种清洁、可再生的能源, 资源丰富, 其中全球可再生的海洋能资源, 理论上总量为76.6 TW,发展前景非常可观。,2019年7月30日,海洋能发电技术的发展及其应用,24,3.发展战略 海洋能源发电在世界各国宏观政策的支持、外部环境的推动及资金的扶持下，经过多年的科研与试验、开发与利用，已具备了一定的技术水平和生产基础，但仍存在着投资大、规模小，获益能力低等问题，还不具备市场竞争能力。根据海洋能源的发展现状，为促进海洋能的产业化开发，未来应着重从以下几个方面发展：（1）海洋能作为可再生能源具有持续开发价值，需进行世界各类海洋能资源储量、分布的调查和评价；（2）对于在技术上已经成熟的潮汐发电站，要考虑建潮汐大坝的环境问题和它的经济性，特别要考虑发电与围垦、养殖与交通的综合利用；（3）对于技术上还不成熟的波浪电站、潮流电站和海水温差电站，进行新能源综合开发利用技术、多能互补联网运行与控制技术的研究等；（4）对已建的实验潮汐电站开展优化运行研究，提高其经济效益，以促进潮汐电站的大规模发展。,2019年7月30日,海洋能发电技术的发展及其应用,25,文献检索是一项实践性很强的活动，它要求我们善于思考，并通过经常性的实践