海洋能新能源ppt课件.ppt

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海洋能新能源赵振凯二○一四年十二月三日1 主要内容海洋能概述海洋能的主要能量形式海洋能的利用现状与前景展望2 一、概述3 地球表面积约为5.1×108km2，陆地表面积为1.49×108km2占29%；海洋面积达3.61×108km2。以海平面计，全部陆地的平均海拔约为840m，海洋的平均深度约为3800m，整个海水的容积多达1.37×109km3。由于太阳的普照，平均每年每km2大洋表面水层含有的能量相当于3800桶石油燃烧发出的热量，可以称之为“蓝色的油田”。4 优缺点优点：取之不竭的可再生资源，潮汐能源有规律可循，开发规模大小均可。缺点：获取能量的最佳手段尚无共识，大型项目可能会破坏自然水流、潮汐和生态系统。5 总量据统计，全世界海洋能的理论可再生量超过760亿千瓦。海水温差能约400亿千瓦。盐度差能约300亿千瓦。潮汐能大于30亿千瓦。波浪能约30亿千瓦。6 二、海洋能的主要能量形式7 1、潮汐能潮汐现象是指海水在天体（主要是月球和太阳）引潮力作用下所产生的周期性运动，习惯上把海面垂直方向涨落称为潮汐，而海水在水平方向的流动称为潮流。因为太阳、月亮与地球之间的万有引力与地球自转的运动使得海洋水位形成高低变化,这种高低变化,称之为潮汐。据专家们估计，全球海洋中所蕴藏的潮汐能约有30亿kw，若能把它充分利用起来，其每年的发电量可达33480万亿kwh。8 潮汐能利用的主要方式是发电，潮汐发电与水力发电的原理相似。和水力发电相比，潮汐能的能量密度很低，相当于微水头发电的水平。世界上潮差较大值约为13－15m，我国最大值（杭州湾澉浦）为8.9m。通常平均潮差在3m以上就有实际应用价值。9 10 世界主要潮汐电站11 法国朗斯潮汐电站12 浙江温岭江厦潮汐电站13 加拿大安纳波利斯潮汐电站（1）蓄水池水位控制闸（2）地下电厂动力控制室14 2、波浪能波（涌）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。波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。15 波浪发电是波浪能利用的主要方式，此外，波浪能还可以用于抽水、供热、海水淡化以及制氢等。波浪能利用装置大都源于几种基本原理：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16 17 波浪能发电装置18 3、海水温差能海水温差能是指海洋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。温差能利用的最大困难是温差太小，能量密度低，其效率仅有3%左右，而且换热面积大，建设费用高，目前各国仍在积极探索中。19 温差能的主要利用方式为发电，法国物理学家阿松瓦尔首次提出利用海水温差发电设想；1926年，阿松瓦尔的学生克劳德试验成功海水温差发电。1930年，克劳德在古巴海滨建造了世界上第一座海水温差发电站，获得了10kW的功率。20 21 海洋温差能综合开发利用将温差发电、海水淡化、海洋种植或水产养殖等多项工作结合起来同时进行。实现海洋能源综合利用，是国际上海洋能开发利用的一个重要发展趋势。综合利用途径：海水淡化和冷水空调燃料生产发展养殖业和热带农业22 4、盐差能盐差能是指海水（35‰盐度）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。淡水丰富地区的盐湖和地下盐矿也可以利用盐差能。盐差能是海洋能中能量密度最大的一种可再生能源。海水和淡水之间的化学电位差有相当于240m水头差的能量密度。23 据估计，世界各河口区的盐差能达30TW，可能利用的有2.6TW。我国的盐差能估计为1.1×108kw，主要集中在各大江河的出海处；我国青海省等地还有不少内陆盐湖可以利用。盐差能的研究以美国、以色列的研究为先，中国、瑞典和日本等也开展了一些研究。但总体上，对盐差能这种新能源的研究还处于实验室实验水平，离示范应用还有较长的距离。24 25 5、海流能海流能是指海水流动的动能，主要是指由于温差导致的海底水道和海峡中较为稳定的流动（著名的寒流和暖流）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。海流能的利用方式主要是发电，其原理和风力发电相似。全世界海流能的理论估算值约为108kw量级。26 中国沿海海流能的年平均功率理论值约为1.4X107kw，属于世界上功率密度最大的地区之一；辽宁、山东、浙江、福建和台湾沿海的海流能较为丰富，不少水道的能量密度为15～30kw/m2，具有良好的开发值。浙江舟山群岛的金塘、龟山和西候门水道，平均功率密度在20kw/m2以上，开发环境和条件很好。27 28 三、海洋能的利用现状与前景展望29 全球海洋能资源资源种类发电量/(TWh/a)能量/(EJ/a)潮汐能22,00079波浪能18,00065海洋热能2,000,0007,200盐差能23,00083总计2,063,0007,40030 海洋环境比陆地环境更为特殊，保障海洋发电设施正常发电是海洋能发展一直面临的困难。无论在沿岸近海、还是在外海深海，开发海洋能资源都存在能量密度低，受海水腐蚀，海生物附着，大风、巨浪、强流等环境动力作用影响等问题；海洋能能量转换装置设备庞大、材料要求强度高、防腐蚀性能好，设计施工技术复杂，投资大造价高。31 除了少数海洋能源可以开发利用外，大多数还处在实验室的阶段。海洋能的利用目前还很昂贵，以法国的朗斯潮汐电站为例，其单位千瓦装机投资合1500美元（1980年价格），高出常规火电站。在严重缺乏能源的沿海地区（包括岛屿），把海洋能作为一种补充能源加以利用还是可取的。32 七大新型海洋能发电设计世界上第一个商业海浪发电厂——“海蛇”位于葡萄牙北部海岸，2008年刚刚投入运转。“海蛇”的发电机是一个150m长的钢铰接结构，通过弯曲移动带动水轮发电机发电，可产生750kw电量。33 一种利用海浪发电的新奇设计，按比例缩小的“巨蟒”。“巨蟒”的橡胶材料身体柔软可弯曲，内部装满海水。海浪在“巨蟒”内部产生压力波，压力波不断向前行进最终带动尾部的发电机。34 这种漂浮物是位于澳大利亚西部弗里曼特尔附近一家实验性海浪发电厂的组成部分。每个漂浮物可在海浪的作用下上下移动，进而带动活塞驱动海水穿过铺设于海床上的管道并最终来到陆地，陆上的涡轮将在海水带动下发电。35 在设计上，这些漂浮物至少要潜入水下6米。其上半部分在海浪经过时被迫向下移动，而后又重新回到原有位置。这一过程会压缩中空结构内部空气，被压缩的空气将穿过所携带的发电机。36 位于英国的漂浮平台当前正处于“待业”状态，2009年部署到东海岸。漂浮平台与立轴相连，立轴连着浮球将在海浪的作用下上下移动，进而带动与之相连的发电机发电。37 潮汐能发电。名为“SeaGen”的平台，上面装有两个涡轮机。2008年，SeaGen被安装在北爱尔兰斯特兰福特湾的潮流中，可为当地家庭提供1.2兆瓦电量。38 这个3米高的支架由英国公司TidalStream制造，最近在法国一个水池内进行测试。最终设计完毕的平台体积将是这个原型的20倍，能够利用潮道中的水流发电。39 谢谢大家40