潮流能发电技术
潮汐能发电技术
潮汐能发电技术
潮汐能发电技术利用潮汐涨落的能量来产生电力。
主要有以下几种技术：
1. 潮汐水轮机：将潮汐涨落的水流转化为机械能，驱动水轮机转动，进而带动发电机发电。
水轮机可以是垂直轴或水平轴的，可以根据潮汐涨落的特点选择合适的类型。
2. 潮流涡轮机：利用潮汐涨落产生的潮流驱动涡轮机转动，产生电力。
潮流涡轮机通常安装在海床上，通过叶轮的旋转将水流动能转化为机械能，再通过发电机转化为电能。
3. 波浪能发电：利用波浪的起伏运动产生的机械能，驱动发电机发电。
常见的波浪能发电技术包括浮式波浪发电机、压力差发电机和摆式波浪发电机等。
4. 潮汐能发电站：通过建设大型潮汐发电站，利用潮汐涨落的能量进行发电。
发电站通常由多个水轮机或涡轮机组成，通过控制水流的流向和流量，实现持续稳定的发电。
潮汐能发电技术具有可再生、稳定可靠等优点，但也面临着技术成本高、设备易受损坏、环境影响等挑战。
目前，潮汐能发电技术正在不断发展和改进，寻求更高效、更经济、更环保的发电方式。
海洋能源：潮流发电技术探索
海洋能源：潮流发电技术探索海洋能源作为一种清洁、可再生的能源形式，备受世界各国的关注和重视。
在海洋能源中，潮汐能作为其中的一种重要形式，具有稳定、可预测性强的特点，因此备受瞩目。
潮流发电技术作为利用潮汐能的一种重要方式，正在不断探索和发展中。
本文将就海洋能源中的潮流发电技术进行探索和介绍。
一、潮流发电技术概述潮流发电技术是利用潮汐能源进行发电的一种技术手段。
通过利用海洋中潮汐的涨落运动，将其转化为电能的过程，实现能源的转化和利用。
潮流发电技术主要包括潮汐能发电和潮流能发电两种形式。
1. 潮汐能发电潮汐能发电是利用潮汐涨落的能量进行发电的技术。
通常采用的方式是建设潮汐发电站，利用潮汐涨落的动能驱动涡轮发电机发电。
潮汐能发电具有稳定性强、可预测性高的特点，是一种非常可靠的清洁能源形式。
2. 潮流能发电潮流能发电是利用海洋中潮流运动的动能进行发电的技术。
通过在海洋中设置涡轮或涡轮组等装置，利用潮流的流动驱动涡轮发电机发电。
潮流能发电技术相对于潮汐能发电技术来说，更加灵活，适用范围更广。
二、潮流发电技术的优势潮流发电技术作为海洋能源中的重要形式，具有许多优势，使其备受关注和推崇。
1. 清洁环保潮流发电技术利用海洋中的潮汐或潮流能源进行发电，不会产生二氧化碳等温室气体，对环境没有污染，是一种清洁环保的能源形式。
2. 可再生性强潮汐和潮流是自然界中不断循环的能源，具有可再生性强的特点。
利用潮流发电技术进行发电，不会耗尽能源，可以持续不断地利用。
3. 稳定可预测潮汐和潮流的运动规律相对稳定，具有可预测性。
利用潮流发电技术进行发电，可以提前预测潮汐或潮流的变化，保证电力供应的稳定性。
4. 适用范围广潮流发电技术适用范围广泛，可以在海洋中的不同地点进行布设和利用。
无论是潮汐能发电还是潮流能发电，都可以根据当地的海洋环境特点进行选择和应用。
三、潮流发电技术的挑战与发展虽然潮流发电技术具有诸多优势，但在实际应用中也面临着一些挑战和困难。
海洋工程中的潮流能发电技术研究
海洋工程中的潮流能发电技术研究潮流能是一种可再生能源，指的是利用海洋中的潮汐运动所携带的动能来产生电能的一种技术。
相比于传统的化石燃料发电方式，潮流能发电具有环保、可持续等优势，因此一直以来都是海洋工程研究的热点之一。
本文将重点探讨海洋工程中的潮流能发电技术研究现状和未来发展趋势。
当前，海洋工程中的潮流能发电主要有以下几种技术：海流涡轮发电技术、潮汐发电技术和波浪发电技术。
海流涡轮发电技术通过将涡轮机置于海底，利用潮流旋涡的能量将涡轮机驱动从而产生电能。
潮汐发电技术则是利用潮汐的涨落运动，通过水流经过涡轮机驱动发电，类似于水电站的工作原理。
而波浪发电技术则是通过将漂浮装置置于海面，利用波浪的起伏运动使其产生机械能，再经过波动发电机将其转化为电能。
海洋工程中的潮流能发电技术具有以下的优势：首先，潮流能是一种可预测的能源，潮汐和海流运动非常规律，因此可以提前计算和规划发电效率。
其次，相比于风能和太阳能，潮流能具有更高的能量密度，可以获得更高的能源输出。
此外，潮流能不受季节和天气等因素的影响，具有稳定可靠的发电性能。
最重要的是，潮流能发电几乎不会对海洋环境造成污染和生态破坏，与其他能源开发方式相比具有更好的环境友好性。
然而，海洋工程中的潮流能发电技术还面临一些挑战和问题。
首先，潮流能发电技术的成本仍然相对较高，限制了其大规模应用和商业化发展。
此外，潮汐和海流的能量分布不均匀，特定位置的潮流能资源丰富，但并非所有海域都适合潮流能发电。
还有，潮汐和海流对设备的损耗较大，需要耐久可靠的设备来抵御海洋环境的腐蚀和磨损。
此外，潮汐和海流运动对海洋生态系统也会产生一定的影响，需要进行生态环境评估和保护。
为了解决上述问题并推动潮流能发电技术的发展，目前的研究工作主要集中在以下几个方面：首先，强化技术研发和创新，降低设备的成本，提高潮流能发电的效率和经济性。
其次，加强资源评估和可行性研究，选取适宜的海域进行潮流能发电项目的规划和布局。
人类利用潮汐能的重要方式
人类利用潮汐能的重要方式潮汐能是人类利用自然能源的一种重要方式，可以被定义为通过潮汐运动获取和利用巨大的能量，并将其转换为电力或其他形式的可用能源。
在过去几十年中，潮汐能在许多国家得到了广泛的利用。
以下是一些主要领域和方式：1. 潮流发电：潮流发电是一种将潮汐运动转换为电能的技术。
它利用潮汐运动驱动水流，通过涡轮机将水流中的能量转换为机械能，进而再经过发电机转换为电能。
这种方法需要一定的水深和特定的潮流速度，但是与风能和太阳能相比，它具有更稳定的产能效率，并且对环境污染较小。
2. 潮汐能发电站：潮汐能发电站是一种依靠地球自转和月球引力作用而产生的强大潮汐能量，将其转化为电能的设施。
这种发电站通常需要建造在潮汐差较大的海域或河口处。
现在世界上最大的潮汐能发电站位于英国，它能够为将近20万户家庭供电。
3. 潮汐水池：潮汐水池是一种建立在海岸线上的水池，利用潮汐运动的变化来存储水并转化为电能。
当潮汐水位高时，水会流入水池。
在潮汐水位低时，水会通过涵洞流出，并驱动涡轮机转化为电能。
这种方法更适合于潮汐差较小的地区。
4. 潮汐压力发电：潮汐压力发电是一种将潮汐运动转化为电能的方法，它利用了潮汐波浪的压力差异来推动风车机器转动，从而产生能量。
这种方法可以在较深的海域里使用，其发电效率也较高。
近年来，潮汐压力发电成为了世界上新兴的、发展潜力极高的清洁能源，成为人们日益关注的重点领域之一。
总的来说，利用潮汐能源是为了减少对化石燃料的依赖，促进低碳经济的发展，并保护环境。
随着技术的不断进步和环保意识的提高，相信潮汐能将逐渐成为未来清洁能源的重要组成部分。
潮流能发电技术[优质ppt]
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透平类的与风力发电的区别
① 由于海水的密度大约是空气的800倍左右，对于相同功率等级的 机组，潮流能系统的叶轮直径仅为风力机组的1/2左右，所以其 功率体积比大。
② 相对于风的瞬息万变，潮流能的稳定性及高可预测性对于潮流 能系统的控制及操作来说是比较有利。
③ 由于流体介质的区别，潮流能系统的透平装置受到的载荷更大， 但其只需正反180度两个方向运行，从而可省略偏航装置。
开发环境严酷，一次性投资大，但不污 染环境，不占用良田，可综合利用。
潮流能的定义
潮流是与潮汐相伴而产生的周期性海水水平流动， 在月亮和太阳引潮力作用下，海水做周期性的运动，它 包括海面周期性的垂直升降和海水周期性的水平流动， 后者即被称为潮流。
潮流运动时所产生的动能即为潮流能。
潮流能的特点
1. 较强的规律性和可预测性； 2. 功率密度大，能量稳定，易于电网的发
1. 总体性能更好，能量捕获率高，自启动性能 好，转速也相对高，更利于直驱传动。
2. 更利于开展各种控制方法，如变速，失速， 变桨控制等。
3. 相关的知识库丰富，可利用的现有技术相对 较少，如风力机和船舶螺旋桨领域的技术。
潮流能透平的能量捕获原理
1 制动盘概念及动量定理 2.旋转尾流效应及角动量定理 3.叶素理论 4.叶素动量理论
④ 潮流能系统更方便使用聚流装置来增加流体速度，另外旋转部 分在水下，所以噪声小，没有视觉上的影响。
⑤ 恶劣的海洋工作环境使潮流能系统必须要考虑结构腐蚀，密封， 叶片损坏，系统维护，大的轴向受力及气蚀等问题
垂直轴式系统
在透平类潮流系统中，水平轴式和垂直轴式系统各具 特点。垂直轴系统其透平轴先分别垂直于潮流方向及水 平面，该类系统开发的较早，其技术优点有：（1）透平 总体设计更简单，成本低，叶片加工制作容易；（2）其 透片可适应各方向的来流，而发电机更方便放置在水面 以上，因此可简化对流问题，及降低水下密封部分的成 分。（3）因为叶尖损失相对小，所以噪声更小。（4） 安装支撑方式更适合采用漂浮式的结构，同时更便于采 用聚流装置来增大流速。（5）更适合于在垂直方向上流 速不均匀的浅水海洋环境，尤其是旋转形叶片的透平。 相应的垂直轴系统也有一些明显的缺点：比如通常透平 的启动转矩比较低，启动特性差，运行时有较大的转矩 脉动，能量转换效率较低。
潮流能发电原理
潮流能发电原理潮流能发电是一种利用海洋潮汐能转化为电能的可再生能源技术。
潮汐是由于地球受到月球和太阳的引力作用而产生的规律性海洋水位变化。
潮汐是一种相对固定的自然现象，能够稳定地提供能量。
因此，利用潮汐能发电具有持续稳定的特点，被视为一种可靠的清洁能源。
潮流能发电的原理是利用海洋潮汐能转化为动力能，再将动力能转化为电能。
具体来说，主要包括潮汐动力装置和发电装置两部分。
潮汐动力装置是将潮汐能转化为机械能的装置。
一种常见的潮汐动力装置是潮流涡轮机。
潮流涡轮机通过将水流引入涡轮机，利用水流的动能带动涡轮旋转，进而驱动涡轮机内部的发电机发电。
涡轮机通常设在海底，以最大限度地利用潮流能。
发电装置是将机械能转化为电能的装置。
一般情况下，潮流涡轮机会通过传动系统将动力传递给内部的发电机。
发电机利用电磁感应原理，将旋转的机械能转化为电能。
由于潮流涡轮机的运行受到潮汐的影响，因此发电装置需要具备一定的调节和控制系统，以保证发电的稳定性和可控性。
潮流能发电具有一些独特的优势。
首先，潮汐能是一种可再生的能源，不会像化石能源一样耗尽。
其次，潮汐能是一种稳定的能源，潮汐的周期性和规律性使得发电系统能够提前计划和调度发电。
再次，潮流能发电是一种清洁能源，不会产生二氧化碳等温室气体和污染物，对环境没有直接的负面影响。
此外，潮流能发电的设备通常位于海洋中，不会占用大量陆地资源。
然而，潮流能发电也存在一些挑战和问题。
首先，由于潮汐能的利用需要特定的地理环境和条件，因此潮流能发电的可行性和适用性受到一定限制。
其次，潮流能发电设备的建设和维护成本较高，需要大量的投资。
此外，潮流能发电还面临着对海洋生态环境的影响和冲击，需要进行充分的环境评估和监测。
潮流能发电技术还处于发展初期，尚未广泛商业化应用。
但随着清洁能源的需求和发展，潮流能发电作为一种可持续的能源选择，具有重要的发展前景。
未来，随着技术的进一步突破和经济的进一步成熟，潮流能发电有望成为海洋能源领域的重要组成部分。
海洋潮流能发电技术
海洋潮流能发电技术海洋潮流能发电技术是一种利用海洋潮汐运动来发电的可再生能源技术。
海洋潮汐是地球上重力相互作用的结果，是一种可预测且持续的自然现象。
利用海洋潮汐能发电是一种环保且可持续的能源解决方案。
海洋潮流能发电技术的原理是通过水流驱动涡轮发电机来产生电力。
当潮汐流经过潮汐发电设备时，水流的动能被转化为机械能，进而驱动涡轮发电机转动。
涡轮发电机将机械能转化为电能，通过输电线路输送到电网中，供应给用户使用。
与传统能源发电方式相比，海洋潮流能发电技术具有以下几个优点。
首先，海洋潮汐是可预测的，能够根据潮汐的变化来规划发电计划，提高发电效率。
其次，海洋潮流能发电是一种清洁能源，不会产生二氧化碳等温室气体和污染物，对环境友好。
此外，海洋潮流能发电是一种可再生能源，潮汐运动是持续的，不会耗尽，能够长期供应电力需求。
海洋潮流能发电技术的实施过程中面临一些挑战和难题。
首先，海洋环境复杂，潮汐的变化受到多种因素的影响，如海底地形、海洋生态系统等，需要对海洋环境进行详细的调查和研究。
其次，海洋潮汐的能量相对较小，需要设计高效的潮汐发电设备来捕捉和转换能量。
同时，潮汐发电设备的制造和维护成本较高，需要提高技术水平和降低成本，以提高经济效益。
海洋潮流能发电技术已经在一些国家和地区得到应用和推广。
例如，英国的斯旺西湾潮汐能发电站是世界上第一座商业化运营的潮汐能发电站，利用潮汐能发电为约10万户家庭提供电力。
此外，法国、加拿大、韩国等国家也在积极开展海洋潮流能发电技术的研究和实践。
海洋潮流能发电技术作为一种可再生能源技术，具有巨大的潜力和发展前景。
随着技术的不断进步和成本的降低，海洋潮流能发电有望成为未来能源领域的重要组成部分。
同时，海洋潮流能发电技术的发展也需要政府的支持和鼓励，通过制定相关政策和提供财政支持，促进技术的创新和推广应用。
海洋潮流能发电技术是一种利用海洋潮汐运动来发电的可再生能源技术。
它具有可预测性、环保性和可持续性等优点，是一种具有巨大发展潜力的能源解决方案。
海水资源开发利用实践——潮流能发电
海水资源开发利用实践——潮流能发电由于引潮力的作用，海水不断地涨潮、落潮。
涨潮时，大量海水汹涌而来，具有很大的动能；同时，水位逐渐升高，动能转化为势能。
落潮时，海水奔腾而归，水位陆续下降，势能又转化为动能。
海水在涨潮和落潮时所具有的动能和势能统称为潮汐能。
潮汐能是一种蕴藏量极大、取之不尽用之不竭、不需开采和运输、洁净无污染的可再生能源。
目前潮汐能最成熟的利用形式是潮汐发电。
2022年4月29日上午，位于岱山县秀山岛海域的LHD海洋潮流能发电平台，目前世界最大单机容量潮流能发电机组“奋进号”正在潮流的带动下平稳运转，源源不断地输送出绿色电能。
截至2022年7月底，该电站已连续运行超过62个月，累计发电总量超过293万千瓦时。
一、潮流能资源的基本介绍潮流能是指月球和太阳的引潮力使海水产生周期性的往复水平运动而形成的动能，发电原理是将水流中的动能通过装置转化为机械能，进而将机械能转化为电能。
适宜开发潮流能的区域通常是指流速峰值大于2m/s的位置，发电装置通常在潮流流速为0.8m/s时启动。
开阔海域的潮流速度通常仅为0.1m/s，但潮波与邻近陆块之间的岬角、岛屿和狭窄海峡等海岸地形的相互作用可使得流速超过2m/s。
因此，合适的地点位于沿海水域且高度局部化。
根据亚特兰蒂斯能源公司的报告，潮流能在全球范围内储量超过120GW。
二、潮流能发电技术（一）潮流能发电装置潮流能发电装置在开发过程中，逐渐研发出多种不同的结构形式，其中根据来流的流向与水轮机装置转动轴的位置关系，可分为水平轴式水轮机和垂直轴式水轮机，还有通过支撑臂摆动来获能的振荡水翼技术等；现有的多数潮流能装置采用直接固定于海底的方法，这样更有利于获能的稳定，但如果需要在离岸较远、水位较深的地方安装装置，则需采用漂浮式结构以便于安装和节约成本。
利用天然潮流所带来的动能推动装置发电的技术可以避免如潮汐发电站或水电站需要修建堤坝与配套设施，能减少相应的投资，且水轮机装置对生态环境影响小。
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电气2班 张陈 2016200498
海洋能简介
海洋是个庞大的能源宝库，它既是吸能器， 又是贮能器，蕴藏着巨大的动力资源。海水中 蕴藏着的这一巨大的动力资源的总称就叫做海 洋能，它包括潮汐能、波浪能、海流能、海水 温差能和海水盐差能等各种不同形态的能源。
海洋生；
透平类的系统
相比目前还大多数处于概念验证的非透平类 系统，透平类的潮流能系统获得了更广泛的开发， 占据了当前潮流系统中的大多数。其工作原理和 风力发电机组有很大的相似性。潮流能转换装置 在流体介质中收到水动力作用从而带动透平的回 转轴转动，将流体能转换成系统的机械能，能量 传递装置将低速大扭矩的机械能进行转换并传递 至电能转换装置，后者将机械能转换成电能，同 时对电能进行调节并输出至终端。控制系统支配 并管理整套发电装置的运行，而安装支撑结构确 保了装置在海洋环境下工作。
根据控制的给定量的不同，潮流能系 统的最大功率跟踪控制策略可分为直接转 速控制和间接转速控制两种
直接转矩控制
由于流速流向传感器所测量的流速并非是上游无穷处 的流速，且流速在叶轮扫掠面上分布不均，要准确获得水 流速度是比较困难的。为了更可靠实现直接转速控制，可 使用转矩观测器来预测叶轮的机械转矩，再根据预测转矩 和比例系数算出参考转速。
能量随地域时间变化，但有规律可循；
开发环境严酷，一次性投资大，但不污
染环境，不占用良田，可综合利用。
潮流能的定义
潮流是与潮汐相伴而产生的周期性海水水平流动， 在月亮和太阳引潮力作用下，海水做周期性的运动，它
包括海面周期性的垂直升降和海水周期性的水平流动，
后者即被称为潮流。 潮流运动时所产生的动能即为潮流能。
间接转矩控制
功率稳定输出控制原理
根据上面的潮流能透平的功率特性曲线可见，当叶片的安装角 逐渐增大时，功率系数曲线显著地缩小。利用功率系数随安装角的 变化规律，在高于额定流速工况下，通过调节叶片安装角，能够有 效地降低透平叶轮的功率系数，从而可将系统的输出功率控制在额 定功率附近。 潮流能转换系统的功率稳定输出控制是在通过叶片节距角的主 动调节来实现的，因此又可称为变桨距控制。由于叶片的安装角的 调节本身就是一个位置控制系统，因此系统的功率稳定输出控制包 括两个控制环：功率环和节距角位移环，如图所示。
潮流能的特点
1.
较强的规律性和可预测性； 功率密度大，能量稳定，易于电网的发 配电管理，是一种优秀的可再生能源；
2.
3.
潮流能的运用形式通常是开放的，不会 对海洋环境造成大的影响。
潮流能的主要利用方式是发电。从能量转换角度来看， 一套完整的潮流能转换系统（或称为潮流能发电系统） 主要由潮流能捕获系统（或称为潮流能转换装置），能 量传递装置，电能转换装置，控制系统，安装支撑结构 这五部分组成。 与传统的需要搭建大坝并利用人工存储的海水势能 发电的潮汐发电机组不同，新兴的潮流能转换系统采用 开放式的机械结构，不需要大型的土建工程，无需巨额 的前期投资，对水道的通航影响小。利用该类系统发电 时，由于水下旋转系统部分转速低不会产生大的噪音， 也不会影响到附近的海洋生物，因此可以保持良好的地 域生态环境。另外由于系统的大部分都放置水下，不会 影响到人们的视觉环境。
透平类的与风力发电的区别
①
由于海水的密度大约是空气的800倍左右，对于相同功率等级的 机组，潮流能系统的叶轮直径仅为风力机组的1/2左右，所以其 功率体积比大。
②
相对于风的瞬息万变，潮流能的稳定性及高可预测性对于潮流
能系统的控制及操作来说是比较有利。 由于流体介质的区别，潮流能系统的透平装置受到的载荷更大，
1.
2.
3.
总体性能更好，能量捕获率高，自启动性能 好，转速也相对高，更利于直驱传动。 更利于开展各种控制方法，如变速，失速， 变桨控制等。 相关的知识库丰富，可利用的现有技术相对 较少，如风力机和船舶螺旋桨领域的技术。
潮流能透平的能量捕获原理
1 制动盘概念及动量定理 2.旋转尾流效应及角动量定理 3.叶素理论 4.叶素动量理论
二次能量转换原理
传统工作方法及其工作原理
在捕获装置之后，传统的后续能量处理方法首先采用 齿轮增速箱对透平旋转运动进行增速，将叶轮所具有的 的低扭矩机械能转换成高速低扭矩的机械能，再驱动发 电机工作，将机械能转换成电能，而发电机之后的电能 处理环节取决于系统的能量消耗方式，若为并网式，则 发电机发出的电能经各类变频器及并网控制器后调节成 电压，频率及相序一定的交流电，然后并入电网；而若 为独立运行式，则电能处理环节更加复杂，发电机发出 的电能通常经整流装置，直流变换装置调节成电压电流 在一定范围内的直流电形式进入蓄电池组成或直流负载 中，或者再通过逆变器向交流负载供电。
③
但其只需正反180度两个方向运行，从而可省略偏航装置。
④
潮流能系统更方便使用聚流装置来增加流体速度，另外旋转部 分在水下，所以噪声小，没有视觉上的影响。
⑤
恶劣的海洋工作环境使潮流能系统必须要考虑结构腐蚀，密封，
叶片损坏，系统维护，大的轴向受力及气蚀等问题
垂直轴式系统
在透平类潮流系统中，水平轴式和垂直轴式系统各具 特点。垂直轴系统其透平轴先分别垂直于潮流方向及水 平面，该类系统开发的较早，其技术优点有：（1）透平 总体设计更简单，成本低，叶片加工制作容易；（2）其 透片可适应各方向的来流，而发电机更方便放置在水面 以上，因此可简化对流问题，及降低水下密封部分的成 分。（3）因为叶尖损失相对小，所以噪声更小。（4） 安装支撑方式更适合采用漂浮式的结构，同时更便于采 用聚流装置来增大流速。（5）更适合于在垂直方向上流 速不均匀的浅水海洋环境，尤其是旋转形叶片的透平。 相应的垂直轴系统也有一些明显的缺点：比如通常透平 的启动转矩比较低，启动特性差，运行时有较大的转矩 脉动，能量转换效率较低。
新型方法及其工作原理
思路：液压传动替代传统的齿轮传动。
系统功率控制原理
水平轴潮流能转换系统的功率控制主 要包括在额定流速以下的最大功率跟踪控 制及在额定流速以上的功率稳定输出控制 两部分。
最大功率跟踪控制
对于给定几何尺寸及参数的水平轴潮流能透平，根据叶 素动量理论，通过计算可获得不同叶片安装角时的轴功 率随水流流速的变化曲线，将其无因次化可获得不同安 装角时的功率系数和叶尖速比的关系曲线，即潮流能透 平的功率特性曲线，典型曲线形式如图所示。