可再生能源 海洋能.ppt

第 五 章 海 洋 能 5.1 概述 5.1.1 世界海洋能发展现状 5.1.2 中国海洋能发展现状 5.2 海洋能开发的技术原理 5.2.1 潮汐能 5.2.2 波浪能 5.2.3 海流能 5.2.4 温差能 5.2.5 盐差能 5.3 各种海洋能储量比较 5.4 发展预测 思考题 5.1 概述 海洋能源通常指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源.主要为潮汐能、波浪能、海流能（潮流能）、温差能和盐差能。更广义的海洋能源还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。究其成因，潮汐能和潮流能来源于太阳和月亮对地球的引力变化，其他均源于太阳辐射。海洋能源按储存形式又可分为机械能、热能和化学能。其中，潮汐能、海流能和波浪能为机械能，海水温差能为热能，海水盐差能为化学能 5.1.1 世界海洋能发展现状 英国从70年代以来，制定了强调能源多元化的能源政策 日本在海洋能开发利用方面十分活跃， 美国把促进可再生能源的发展作为国家能源政策的基石， 法国早在60年代就建造了至今仍是世界上容量最大的潮汐发电站 印度在海洋能等可再生能源开发利用上加大投入， 印尼在挪威的帮助下，从1988年开始在巴厘岛建造一座1500kW的波力电站， 5.1.2 中国海洋能发展现状 我国有大陆海岸线长达18000多公里，有大小岛屿6960多个，海岛总面积6700平方公里，有人居住的岛屿有430多个，总人口450多万人。沿海和海岛既是外向型经济的基地，又是海洋运输和开发海洋的前哨，并且在巩固国防，维护祖国权益上占有重要地位。改革开放以来，随着沿海经济的发展，海岛开发迫在眉睫，能源短缺严重地制约着经济的发展和人民生活水平的提高。外商和华侨因海岛能源缺乏，不愿投资；驻岛部队用电困难，不利于国防建设；特别是西沙、南沙等远离大陆的岛屿，依靠大陆供应能源，因供应线过长，诸多不便，非常艰苦。为了保证沿海与海岛经济持久快速地发展及人民生活水平的不断提高，寻求解决能源供应紧张的途径已刻不容缓 5.2 海洋能开发的技术原理 在我国大陆沿岸和海岛附近蕴藏着较丰富的海洋能资源，至今却尚未得到应有的开发。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。特别是浙闽沿岸在距电力负荷中心较近的地方就有不少具有较好的自然环境条件和较大开发价值的大中型潮汐电站场址，不少已经做过大量的前期工作，已具备近期开发的条件。 5.2.1 潮汐能 潮汐能是指海水潮涨和潮落形成的水位差的势能，其利用原理和水力发电相似。潮汐能的能量与潮量和潮差成正比。或者说，与潮差的平方和水库的面积成正比。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。世界上潮差的较大值约为13—15m，我国的最大值（杭州湾澉浦）为8.9m。一般说来，平均潮差在3m以上就有实际应用价值。 一、潮汐能发电技术进展及项目 潮汐发电是海洋能中技术最成熟和利用规模最大的一种。全世界潮汐电站的总装机容量为265MW，中国为5.64MW，如下表所列。 表5-1 中国主要潮汐电站 二、潮汐能开发原理 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，然后，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。潮汐电站的功率和落差及水的流量成正比。但由于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（海水由贮水库流出，水位下降，同时，海洋水位也因潮汐的作用而变化）。因此，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。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。 1. 单库单向型 工作原理：当大海开始涨潮时，打开水库的进水闸，海水进入水库，水库水位开始提高；到最高水位时，立即关闭进水闸，把库水与海水隔开；当海水退到一定水位时，打开排水闸发电；当库水与海水位差小于水轮机要求的位差时，将停止发电，关闭排水闸，等待海水下一次涨潮时，再打开进水闸。如此反复循环工作。一般每天工作10—12小时。 2. 单库双向型 工作原理：当海水处于最低潮时，关闭所有水闸；海水涨潮后，达到水轮机发电要求位差后，便可以打开发电机水闸开始发电；当