海洋能ppt.ppt

一、定义与综述二、海洋能的主要能量形式概述三、海洋能的利用现状与前景展望四、我国的海洋能,海洋能,海洋能-指依附在海水中的可再生能源，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在于海洋之中。海洋能具有如下特点：1.海洋能在海洋总水体中的蕴藏量巨大，而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。2.海洋能具有可再生性。3.海洋能有较稳定与不稳定能源之分。4.海洋能属于清洁能源，也就是海洋能一旦开发后，其本身对环境污染影响很小。,一、定义与综述,海洋被认为是地球上最后的资源宝库，也被称作为能量之海。21世纪海洋将在为人类提供生存空间、食品、矿物、能源及水资源等方面发挥重要作用，而海洋能源也将扮演重要角色。从技术及经济上的可行性，可持续发展的能源资源以及地球环境的生态平衡等方面分析，海洋能中的潮汐能作为成熟的技术将得到更大规模的利用；波浪能将逐步发展成为行业。近期主要是固定式，但大规模利用要发展漂浮式；可作为战略能源的海洋温差能将得到更进一步的发展，并将与海洋开发综合实施，建立海上独立生存空间和工业基地；潮流能也将在局部地区得到规模化应用。,海洋能的发展预测,。,二、海洋能的主要能量形式,1、潮汐能3.9%2、波浪能3.9%3、海水温差能52.2%4、盐差能39.2%5、海流能0.8%,全球海洋能情况简介,五种海洋能理论上可再生的总量为766亿千瓦温差能为400亿千瓦盐差能为300亿千瓦潮汐和波浪能各为30亿千瓦海流能为6亿千瓦估计技术上允许利用功率为64亿千瓦，其中盐差能30亿千瓦，温差能20亿千瓦，波浪能10亿千瓦，海流能3亿千瓦，潮汐能1亿千瓦（估计数字）。,因月球引力的变化引起潮汐现象,抄袭导致海水平面周期性地升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量成为潮汐能。,1、潮汐能,1.潮汐能利用的主要方式是发电。通过贮水库，在涨潮时将海水贮存在贮水库内，以势能的形式保存，在落潮时放出海水，利用高、低潮位之间的落差，推动水轮机旋转，带动发电机发电。2.潮汐电站的功率和落差及水的流量成正比。3.潮汐电站在发电时贮水库的水位和海洋的水位都是变化的,潮汐电站是在变功况下工作的，水轮发电机组和电站系统的设计要考虑变功况，低水头、大流量以及防海水腐蚀等因素，远比常规的水电站复杂，效率也低于常规水电站。4.潮汐电站按照运行方式和对设备要求的不同，可以分成单库单向型、单库双向型和双库单向型三种。,潮汐能发电的特点,潮汐能发电示意图,中国主要潮汐电站表,中国是世界上建造潮汐电站最多的国家，在50年代至7O年代先后建造了近5O座潮汐电站，但据5O年代初的统计，只有8个电站仍正常运行发电。江厦电站是中国最大的潮汐电站，目前已正常运行近2O年。,对可开发装机容量大于500kW的坝址和可开发装机容量200-1000kW的坝址共有424处港湾、河口，可开发装机容量200kW以上的潮汐资源，总装机容量为2179万kW，年发电量约624亿kWh。这些资源在沿海的分布是不均匀的，以福建和浙江为最多，站址分别为88处和73处，装机容量分别是1033万kW和891万kW，两省合计装机容量占全国总量的88.3%。其次是长江口北支（属上海和江苏）和辽宁、广东装机容量分别为70.4万kW和59.4万kW和57.3万kW，其它省区则较少，江苏沿海（长江口除外）最少，装机容量仅0.11万kW。,我国潮汐能发电的情况,在我国沿海，特别是东南沿海有很多能量密度较高，平均潮差4-5米，最大潮差7-8米，且自然环境条件优越的站址。其中已做过大量调查勘测，规划设计和可行性研究工作，具有近期开发价值和条件的中型潮汐电站站址，有福建的大官坂（1.4万kW，0.45亿kWh）、八尺门（3.3万kW，1.8亿kWh）和浙江的健跳港（1.5万kW，0.48万kWh）、黄墩港（5.9万kW，1.8亿kWh）已做过规划设计，有较好的工作基础，还需要进行前期综合研究论证的大型潮汐电站站址的有长江口北支（70.4万kW，22.8亿kWh）、杭州湾（316万kW，87亿kWh）和乐清湾（55万kW、23.4亿kWh）等。,波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能，是一种在风的作用下产生的，并以位能和动能的形式由短周期波储存的机械能。,2、波浪能,主要的形式,波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比。波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。波浪能丰富的欧洲北海地区，其年平均波浪功率也仅为20-40kW/m。中国海岸大部分的年平均波浪功率密度为2-7kW/m2。波浪发电是波浪能利用的主要方式。波浪能利用原理，即：利用物体在波浪作用下的振荡和摇摆运动；利用波浪压力的变化；利用波浪的沿岸爬升将波浪能转换成水的势能等。研究的重点也集中于3种被认为是有商品化价值的装置，包括振荡水柱式装置、摆式装置和聚波水库式装置。,波浪能发电的特点,全世界最大的波浪能发电站,我国沿岸波浪能资源理论平均功率为1285.22万kW，台湾省沿岸为429万kW，占全国总量的三分之一。浙江、广东、福建和山东沿岸在160-205万kW之间，约为706万kW，约占全国总量的55%，其它省市沿岸仅在143-56万kW之间。广西沿岸仅8.1万kW。全国沿岸波浪能源密度分布，以浙江中部、台湾、福建省海坛岛以北，渤海海峡为最高，达5.11-7.73kW/M这些海区平均波高大于1米，周期多大于5秒，是我国沿岸波浪能能流密度较高，资源蕴藏量最丰富的海域。,我国波浪能发电的情况,3.其次是西沙、浙江的北部和南部，福建南部和山东半岛南岸等能源密度也较高，资源也较丰富，其它地区波浪能能流密度较低，资源蕴藏也较少。4.根据波浪能能流密度及其变化和开发利用的自然环境条件，首选浙江、福建沿岸应用为重点开发利用地区，其次是广东东部、长江口和山东半岛南岸中段。也可以选择条件较好的地区，如嵊山岛、南麂岛、大戢山、云澳、表角、遮浪等处，这些地区具有能量密度高、季节变化小、平均潮差小、近岸水较深、均为基岩海岸；具有岸滩较窄，坡度较大等优越条件，是波浪能源开发利用的理想地点，应做为优先开发的地区。,海水温差能是指涵养表层海水和深层海水之间水温差的热能，是海洋能的一种重要形式。低纬度的海面水温较高，与深层冷水存在温度差，而储存着温差热能，其能量与温差的大小和水量成正比。,3、海水温差能,1.海洋温差能利用装置还可以同时获得淡水、深层海水、进行空调并可以与深海采矿系统中的扬矿系统相结合。温差能的开发应以综合利用为主。2.海洋温差能转换主要有开式循环和闭式循环两种方式。开式循环系统主要包括真空泵、温水泵、冷水泵、闪蒸器、冷凝器、透平发电机组等部分。闭式循环系统不以海水而采用一些低沸点的物质（如丙烷、氟利昂、氨等）作为工作介质，在闭合回路内反复进行蒸发、膨胀、冷凝。3.温差能利用的最大困难是温差太小，能量密度太低。温差能转换的关键是强化传热传质技术。,温差能发电的特点,4盐差能,盐差能是指海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能，是以化学能形态出现的海洋能。主要存在与河海交接处。,盐差能是指海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能。主要存在于河海交接处。盐差能是海洋能中能量密度最大的一种可再生能源。海水（35盐度）和河水之间的化学电位差有相当于240m水头差的能量密度。这种位差可以利用半渗透膜在盐水和淡水交接处实现。利用这一水位差就可以直接由水轮发电机发电。盐差能的利用主要是发电。具体主要有渗透压式、蒸汽压式和机械化学式等，其中渗透压式方案最受重视。目前提出的渗透压式盐差能转换方法主要有水压塔渗压系统和强力渗压系统两种。,盐差能发电的特点,我国海域辽阔，海岸线漫长，入海的江河众多，入海的径流量巨大，在沿岸各江河入海口附近蕴藏着丰富的盐差能资源。据统计我国沿岸全部江河多年平均入海径流量约为1.7-1.81012立方米，各主要江河的年入海径流量约为1.5-1.61012立方米，据计算，我国沿岸盐差能资源蕴藏量约为3.91015千焦耳，理论功率约为1.25108kW。,我国盐差能分布情况,我国盐差能资源有以下特点：,1长江口及其以南的大江河口沿岸的资源量占全国总量的92.5%，理论总功率达1.156108kW，其中东海沿海占69%，理论功率为0.86108kW；2沿海大城市附近资源最富集，特别是上海和广东附近的资源量分别占全国的59.2%和20%；3资源量具有明显的季节变化和年际变化。一汛期4-5个月的资源量占全年的60%以上，长江占70%以上，珠江占75%以上；4山东半岛以北的江河冬季均有1-3个月的冰封期，不利于全年开发利用。,5、海流能,海流能是指海水流动的动能，主要是指海底水道和海峡中较为稳定的流动以及由于潮汐导致的有规律的海水流动所产生的能量，是另一种以动能形态出现的海洋能。,海流能的能量与流速的平方和流量成正比。相对波浪而言，海流能的变化要平稳且有规律得多。潮流能随潮汐的涨落每天2次改变大小和方向。一般说来，最大流速在2m/s以上的水道，其海流能均有实际开发的价值。海流能的利用方式主要是发电，故海流发电存在一系列的关键技术问题，包括安装维护、电力输送、防腐、海洋环境中的载荷与安全性能等。此外，海流发电装置和风力发电装置的固定形式和透平设计也有很大的不同。海流装置可以安装固定于海底，也可以安装于浮体的底部，而浮体通过锚链固定于海上。海流中的透平设计也是一项关键技术。,海流能发电的特点,我国海流能发电平均功率为13948.52万kW。这些资源在全国沿岸的分布，以浙江为最多，有37个水道，理论平均功率为7090MW，约占全国的二分之一以上。其次是台湾、福建、辽宁等省份约占全国总量的42%，其它省区较少。根据沿海能源密度，理论蕴藏量和开发利用的环境条件等因素，舟山海域诸水道开发前景最好，金塘水道（25.9kW/m2）、龟山水道（23.9kW/m2）、西侯门水道（19.1kW/m2），其次是渤海海峡和福建的三都澳等，如老铁山水道（17.4kW/m2）、三都澳三都角（15.1kW/m2）。以上海区均有能量密度高，理论蕴藏量大，开发条件较好的优点，应优先开发利用。,我国的海流能情况,我国的海洋能发展,1.我国海洋能开发已有近40年的历史，迄今建成的潮汐电站8座2.我国的海洋发电技术已有较好的基础和丰富的经验，小型潮汐发电技术基本成熟，已具备开发中型潮汐电站的技术条件。3.现有潮汐电站整体规模和单位容量还很小，单位千瓦造价高于常规水电站，水工建筑物的施工还比较落后，水轮发电机尚未定型标准化。4.关键问题是中型潮汐电站水轮发电机组技术问题没有完全解决，电站造价亟待降低。,我国海洋能资源储量与分布,据调查统计，我国沿岸和海岛附近的可开发潮汐能资源理论装机容量达2179万kW，理论年发电量约624亿kWH，波浪能理论平均功率约1285万kW，潮流能理论平均功率1394万kW，这些资源的90%以上分布在常规能源严重缺乏的华东沪浙闽沿岸。,1981年中国江厦潮汐电站,中国研制安有波力发电装置的航标灯,江厦电站研建是国家“六五”重点科技攻关项目，总投资为1130万人民币，1974年开始研建，198O年首台5OO千瓦机组开始发电，至1985年完成。电站共安装5OO千瓦机组一台，600千瓦机组一台和700千瓦机组3台，总容量3200千瓦。电站为单库双作用式，水库面积为158X106平方米，设计年发电量为107X106千瓦时。1996年全年的净发电为5.