《清潔能源利用技術》第五章海洋能利用技術第五章海洋能利用技術5.1什么是海洋能5.2海洋能的特點5.3海洋能的開發利用5.4課程小結第五章海洋能利用技術內容概要一、什么是海洋能二、海洋能的特點三、海洋能的開發利用

1、潮汐能及其利用

2、波浪能及其利用

3、溫差能及溫差發利用

4、鹽差能及鹽差發電海洋5.1什么是海洋能三分陸地（29%），七分海洋（71%），13.5億萬立方千米的水，占地球總水量的97%海洋資源5.1什么是海洋能海洋資源種類豐富，大量未知與未開發的潛在資源海洋資源5.1什么是海洋能海洋自然資源的分類海洋能5.1什么是海洋能海洋能是指依附在海水中的可再生能源，海洋通過各種物理過程接收、儲存和散發能量，這些能量以潮汐能、波浪能、溫差能、鹽差能、海流能等形式存在于海洋之中。定義海洋能的類型與比例第五章海洋能利用技術5.1什么是海洋能5.2海洋能的特點5.3海洋能的開發利用5.4課程小結海洋能的特點總量巨大，但分布分散、不均,能流密度低，利用效率不高，經濟性差具有可再生性有較穩定與不穩定能源之分較穩定：溫度差能、鹽度差能、海流能不穩定：變化有規律：潮汐能、潮流能變化無規律：波浪能屬于清潔能源5.2海洋能的特點第五章海洋能利用技術5.1什么是海洋能5.2海洋能的特點5.3海洋能的開發利用5.4課程小結潮汐能5.3海洋能的開發利用潮汐能是以勢能形態出現的海洋能，是指海水潮漲和潮落形成的水的勢能與動能。它包括潮汐和潮流兩種運動方式所包含的能量，潮水在漲落中蘊藏著巨大能量，這種能量是永恒的、無污染的能量。潮汐能月球對地球潮汐影響力約占70%，太陽占30%不到，其他行星的影響力只有0.6%。潮水漲落與月球有最主要的密切關系，但一天兩次漲落與月球公轉基本沒有關系，只與地球自轉有關。地月關系對潮汐的影響潮汐能發電5.3海洋能的開發利用潮汐發電利用潮水的漲、落產生的水位差所具有的勢能來發電。從能量的角度來看，就是將海水的勢能和動能，通過水輪發電機組轉化為電能的過程。原理潮汐發電原理潮汐能發電5.3海洋能的開發利用潮汐電站運行原理選址條件①選擇淺窄的海峽、海灣和河口區域②潮差足夠大----取決于河口喇叭形的形狀③海岸能儲蓄大量海水，并進行土建施工------口小腹大，地形平坦的地區潮汐能發電5.3海洋能的開發利用

由于常規電站廉價電費的競爭，建成投產的商業用潮汐電站不多。然而，由于潮汐能蘊藏量的巨大和潮汐發電的許多優點，人們還是非常重視對潮汐發電的研究和試驗。中國的潮汐發電站：廣東—順德、東灣、山東—乳山、上?！缑鞒毕馨l電5.3海洋能的開發利用前景與現狀1957年我國在山東乳山建成了第一座潮汐發電站。2007年停產，累計運行28.4萬小時，總發電量2026萬度。前景與現狀潮汐能發電5.3海洋能的開發利用國外發展歷史潮汐能發電5.3海洋能的開發利用1968年，法國，朗斯潮汐電站，裝機容量24萬千瓦，年發電量可達5.44億度。1968年，俄羅斯，在基斯拉雅建成了裝機容量0.4萬千瓦潮汐電站。1984年，加拿大，在安那波利斯建成潮汐電站，裝機容量為1.78萬千瓦的。2008年，愛爾蘭，在斯特蘭福德灣安裝了新型潮汐能渦輪發電機。成為首臺與國家電網相連的潮汐能發電機，發電能力12兆瓦，可滿足1000戶家庭的用電需求。目前世界上擬建的大型潮汐電站有20多座，其中裝機容量百萬千瓦級的就有9座。預計到2030年，世界潮汐電站的年發電總量將達600億度。（1）蘊藏量十分可觀。（2）中國潮汐能資源的地理分布十分不均勻。

主要集中在華東沿海（以福建、浙江、上海長江北支為最多）占中國可開發潮汐能的88%。（3）缺乏優越的港灣壩址。平原型：杭州灣以北，潮差較小港灣型：杭州灣以南，港灣海岸較多，潮差較大浙、閩兩省沿岸為雖有豐富的潮汐能資源，但開發存在較大的困難，需解決水庫的泥沙淤積問題。我國潮汐能資源特點潮汐能發電5.3海洋能的開發利用波浪能5.3海洋能的開發利用波浪能是指海洋表面波浪所具有的動能和勢能。是海洋能源中能量最不穩定的一種能源。波浪的能量與波高的平方、波浪的運動周期以及迎波面的寬度成正比。波浪能實質上是吸收了風能而形成的。能量傳遞速率和風速有關，也和風與水相互作用的距離有關。定義1.波浪能以機械能形式出現，是海能中品位最高的能量；2.波浪能的能流密度最大

在太平洋、大西洋東海岸緯度40～60°區域，波浪能可達到30～70kW/m，某些地方達100kW/m。3.波浪能是海洋中分布最廣的可再生能源波浪能的優點5.3海洋能的開發利用

波浪發電是波浪能利用的主要方式，此外，波浪能還可以用于抽水、供熱、海水淡化以及制氫等。波浪能利用的關鍵是波浪能轉換裝置（三級轉換）：第一級為受波體，它將大海的波浪能吸收進來；第二級為中間轉換裝置，它優化第一級轉換，產生出足夠穩定的能量；第三級為發電裝置，與其它發電裝置類似。波浪能發電5.3海洋能的開發利用波浪能發電5.3海洋能的開發利用當有波浪經過時，彈性極強的橡膠管就會隨之上下擺動，橡膠管內部就會產生一股水流脈沖。脈沖匯集在尾部的發電機中，最終產生電能，然后通過海底電纜傳輸出去。水蟒波浪能發電5.3海洋能的開發利用溫差能5.3海洋能的開發利用

海洋溫差(Oceanthermalenergy)：又稱海洋熱能。是利用海洋中受太陽能加熱的暖和的表層水與較冷的深層水之間的溫差進行發電而獲得的能量。海洋溫差能十分穩定，無明顯的晝夜變化，可開發量巨大，不需儲能裝置即可提供基本負荷所需電力。定義基本原理：是借助一種工作介質，使表層海水中的熱能向深層冷水中轉移，從而做功發電。溫差能發電5.3海洋能的開發利用1可再生的潔凈能源。2海水溫差能蘊藏量豐富。北緯20℃至南緯20℃之間的海域最豐富。3海水溫差基本恒定，所以海水溫差能較穩定，24小時不間斷，晝夜波動小。4能量密度低，熱力循環和裝置的效率低。海水溫差始終在20~25℃之間，溫差小。溫差能發電5.3海洋能的開發利用海洋溫差能發電的優缺點國內分部

中國的南海海域遼闊，水深大于800米的海域約140～150萬平方公里，位于北回歸線以南，太陽輻射強烈，是典型的熱帶海洋，表層水溫均在25°C以上。5000～800米以下的深層水溫在5°C以下，表深層水溫差在20～24°C，蘊藏著豐富的溫差能資源。溫差能發電5.3海洋能的開發利用海洋溫差能發電的發展現狀國外分部

美國:1979年8月美國在夏威夷建成第一座閉式Mini-OTEC裝置是溫差能利用的一個里程碑.這座50kw級的電站不僅系統地驗證了溫差能利用的技術可行性，而且為大型化的發展取得了豐富的設計、建造和運行經驗。

日本:日本在海水溫差能研究開發方面投資力度很大，并在海洋熱能發電系統和換熱器技術方面領先于美國。迄今日本共建造了3座海水溫差試驗電站，均為岸基式。溫差能發電5.3海洋能的開發利用海洋溫差能發電的發展現狀鹽差能5.3海洋能的開發利用鹽差能是指海水和淡水之間或兩種含鹽濃度不同的海水之間的化學電位差能，是以化學能形態出現的海洋能。主要存在與河海交接處。同時，淡水豐富地區的鹽湖和地下鹽礦也可以利用鹽差能。能量密度最大。定義１、滲透壓法２、蒸汽壓法３、反電滲析電池法瑞典Statkraft公司從1997年開始研究鹽差能利用裝置，2003年建成世界上第一個專門研究鹽差能的實驗室，2008年建設一座功率為2~4kW的鹽差能發電站。鹽差能發電5.3海洋能的開發利用1、地理分布不均。長江口及其以南的大江河口沿岸的資源量占全國總量的92.5%。2、沿海大城市附近資源最富集，特別是上海和廣東附近的資源量分別占全國的59.2%和20%；3、資源量具有明顯的季節變化和年際變化。（汛期多）4、山東半島以北的江河冬季均有1-3個月的冰封期，不利于全年開發利用。鹽差能發電5.3海洋能的開發利用我國鹽差能資源的特點

鹽差能的研究以美國、以色列的研究為先。但總體上，鹽差能研究還處于實驗室試驗水準，離示范應用還有較長的路程。鹽差能開發的技術關鍵是膜技術。除非半透膜的滲透流量能夠在目前水準的基礎再提高一個數量級，并且海水可以不用經過預處理，否則，鹽差能利用難以實現商業化。鹽差能發電5.3海洋能的開發利用鹽差能技術研究進展材料一：一般在海河交匯處，當淡水與海水相遇時，淡水會自然地向海水滲透并產生滲透壓，這種能量被稱為“鹽差能”。實驗表明，當海水含鹽度為3．5%時，其與河水之間的“鹽差能”相當于240m水頭差的能量密度?！八畨核B壓系統”（乙圖所示）為“鹽差能”開發的試驗方案之一。鹽差能發電5.3海洋能的開發利用鹽差能技術研究進展材料二荷蘭阿夫魯戴克大壩（見甲圖）中段的首家“鹽差能”試驗電廠已于2014年11月底發電。半透膜是鹽差能發電的核心部件之一，目前該電廠每平方米半透膜的發電功率為1．3瓦，而鹽差能發電要實現經濟盈利，半透膜的發電功率應達到每平方米2—3瓦，半透膜安裝總面積應達到數百萬平方米。鹽差能發電5.3海洋能的開發利用鹽差能技術研究進展第五章海洋能利用技術5.1什么是海洋能5.2海洋能的特點5.3海洋能的開發利用5.4課程小結海洋能開發利用（1）荷蘭“鹽差能”蘊藏量豐富，請分析原因。答:臨海，海域廣闊（海岸線長）；河流眾多，水量穩定。（2）與風力發電相比，“鹽差能”發電有何優勢？答：受天氣的影響小；占用土地少。（3）分析荷蘭嘗試開發“鹽差能”的原因。答：開發