海洋能发电开发资料
可再生能源发电技术第4章 海洋能发电
闪
海
水
蒸
水
泵
器
真 空
淡 水Leabharlann 泵泵箱温海水
冷海水
基本与闭式循环相同，但用温海水闪蒸出来的低压蒸汽来加热低沸点工 质。这样做的好处在于减少了蒸发器的体积，可节省材料，便于维护。
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海水温差发电装置 Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC)
除了发电之外，海洋温差能利用装置还可以同时获得淡水、深层海水、 进行空调并可与深海采矿系统中的扬矿系统相结合。
➢ 从各国的情况看，潮汐发电技术比较成熟。利用波浪能、盐度差 能、海水温差能等海洋能进行发电还不成熟，目前仍处于研究试验 阶段。
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4.2 海洋能发电技术
潮汐能
潮汐现象是由地球和天体运动以及它们之间的相互作 用而引起的。在海洋中，月球的引力使地球的向月面 和背月面的水位升高。
潮汐能：因海水涨落及潮水流动所产生的能量。是以 势能形态出现的海洋能。
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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，但单位体积、 单位面积、单位长度所拥有的能量较小，利用效率不高， 经济性差。 (2) 海洋能具有可再生性。 (3) 能量多变，具有不稳定性。 (4) 属于一种洁净能源，无污染。
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海洋能的开发
➢ 人类开发海洋能的历史和水能利用差不多。
Swan Turbines, Univ.of Wales Design concept
Telescopical tower Direct Drive
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海洋温差发电
➢ 温差能是以热能形态出现的海洋能。海洋是地球上一个巨大的太 阳能集热和蓄热器。
➢ 被海水吸收的太阳能，约有60%被1米厚的表层海水所吸收，因此 海水表层水温较高。而在海洋深处海水温度却很低，这个垂直的 温差就是一个可利用的巨大能源。
海水能用来发电的原理
海水能用来发电的原理
海水能用来发电的原理主要基于海洋能的应用，包括潮汐能、波浪能、海流能、温差能等多种形式。
这些能源的利用涉及到多种物理原理，如能量转移、热传导、势能和动能的转换等。
具体来说，潮汐能和波浪能的开发利用主要基于周期性的水位涨落和波浪运动，通过水轮机、液压电机、气动涡轮等技术手段将动能转换为电能。
在这个过程中，能量转移和转换的原理起着关键作用。
海流能则是利用大规模水体流动中的动能进行发电，基本原理是利用海流的冲击力，使水轮机的叶轮高速旋转，驱动发电机发电。
这涉及到流体动力学和机械力学的原理。
温差能则利用热带和副热带海区表面温海水与深层冷海水间存
在的温差进行发电，利用热交换的原理来发电。
此外，海水温差能还可以通过吸收太阳光的能量转化为热能，进而提高海水温度，形成热能与势能的转换，用于发电。
总的来说，海水能用来发电的原理是通过各种物理原理将海洋中的能量转化为人类可利用的电能或其他形式的能源。
这种转换的实现需要深入理解海洋环境的特性，掌握相关物理原理，并利用先进的技术手段进行实现。
海洋能发电及应用技术方面
海洋能发电及应用技术方面海洋能是指利用海洋中的资源，通过各种技术手段将其转化为电能或热能的一种可再生能源。
海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能、热能等多种形式，具有巨大的潜力和广阔的开发空间。
在能源短缺和环境污染问题日益凸显的今天，海洋能成为了发展绿色能源和实现可持续发展的重要选择。
首先，潮汐能是利用海洋潮汐的涨落高差来产生能量的一种技术手段。
潮汐能源开发主要包括潮水发电和潮汐动力发电两种形式。
潮水发电是通过建设潮汐发电站，在潮汐涨潮时将海水引入发电机组，利用水流带动涡轮发电产生电能。
潮汐动力发电则是利用潮水引起的水流动能通过涡轮发电机转化为电能。
这两种技术都需要合适的地理环境和科学的工程设计，但可以稳定地产生大量可再生能源，对于稳定供电和减少温室气体排放具有重要意义。
其次，波浪能是指利用波浪的起伏运动来激励发电设备从而产生能量的一种技术手段。
波浪能发电主要通过波浪能发电机将波浪的能量转化为机械能，然后再通过发电机将其转化为电能。
波浪能稳定且持续的特点使其成为了海洋能中重要的一种形式，而且波浪能源密度大，资源分布广泛，具有很高的开发潜力。
目前，波浪能发电技术还处于初步阶段，需要解决材料、结构和成本等方面的问题，但是随着技术的进步和成本的降低，波浪能发电有望大规模应用。
另外，海流能是利用海水流动的动能来产生能量的一种技术手段。
海流能可以通过建立浮式或固定式的涡轮机组来转化为电能。
海流资源丰富，分布广泛，而且稳定性较高，不受季节和天气变化的影响，具有很大的发展潜力。
但是，海流能技术目前还面临着浮动装置的稳定性、材料的耐久性和对海洋生态环境的影响等问题，需要更多的研究和探索。
最后，海洋热能是利用海洋中的温差来产生能量的一种技术手段。
海洋热能发电主要通过建设温差发电站，利用海洋中的冷热季节性温差进行发电。
海洋热能资源庞大，且稳定性较高，可以实现全天候发电，对能源供应的稳定性具有重要意义。
目前，海洋热能技术尚处于研究和试验阶段，需要解决设备成本高、对海洋环境的影响和工程可行性等问题。
《海洋能的开发利用》 知识清单
《海洋能的开发利用》知识清单一、海洋能的定义与分类海洋能，顾名思义，是指蕴藏于海洋中的可再生能源。
它包括多种形式，如潮汐能、波浪能、海流能、温差能和盐差能等。
潮汐能是由于天体引力作用，使得海水产生周期性涨落而形成的能量。
波浪能则是由风作用于海面产生的起伏运动所蕴含的能量。
海流能是由海水流动产生的动能。
温差能是由于海洋表层和深层之间的温度差异而形成的能量。
盐差能则是由于海水盐度不同而产生的化学电位差能。
二、海洋能的特点1、可再生性海洋能来源于太阳、月球等天体的引力以及太阳辐射等，是一种取之不尽、用之不竭的能源。
2、清洁环保在其开发利用过程中，不会产生温室气体、污染物等，对环境的影响极小。
3、能量密度较低与传统的化石能源相比，海洋能的能量密度相对较低，这意味着需要较大的设备和面积来收集和转化能量。
4、不稳定性海洋能的产生受到多种因素的影响，如天气、季节、地理位置等，导致其具有不稳定性和间歇性。
三、海洋能的开发利用现状1、潮汐能目前，世界上一些国家已经建成了潮汐能发电站。
例如，法国的朗斯潮汐电站是世界上最大的潮汐电站之一。
我国也在浙江、福建等地开展了潮汐能发电的研究和试点工作。
2、波浪能波浪能的开发利用仍处于研究和试验阶段。
一些国家和地区已经研制出了多种波浪能转换装置，但要实现大规模商业化应用还面临诸多挑战。
3、海流能海流能的开发利用相对较少，但也有一些研究和试点项目在进行。
4、温差能和盐差能这两种海洋能的开发利用仍处于早期研究阶段，技术难度较大。
四、海洋能开发利用的技术1、潮汐能发电技术主要包括潮汐坝式发电和潮汐流发电两种方式。
潮汐坝式发电需要建造大坝，形成水库，利用涨落潮时的水位差来驱动水轮机发电。
潮汐流发电则是直接利用潮流的动能推动涡轮机发电。
2、波浪能转换技术包括振荡水柱式、点头鸭式、筏式等多种技术形式。
这些技术的原理是将波浪的上下运动或水平运动转化为机械能，再进一步转化为电能。
3、海流能发电技术通常采用叶轮式、螺旋桨式等装置来捕获海流的动能，进而带动发电机发电。
海洋能的开发利用及前景展望
海洋能的开发利用及前景展望在我们生活的这个蓝色星球上，海洋占据了约 71%的面积。
海洋不仅是生命的摇篮，也是一个蕴藏着巨大能量的宝库。
海洋能，作为一种清洁、可再生的能源，正逐渐引起人们的关注，并有望在未来的能源领域中发挥重要作用。
海洋能主要包括潮汐能、波浪能、海流能、温差能和盐差能等多种形式。
每种形式都有其独特的特点和开发利用方式。
潮汐能是海洋能中最早被人们认识和利用的一种。
它是由于天体引力的作用，使得海水在垂直方向上产生周期性的涨落运动而形成的。
潮汐能的开发通常通过建造潮汐电站来实现。
在涨潮时，将海水储存在水库中；在落潮时，释放海水，利用水位差推动水轮机发电。
世界上最早的潮汐电站建于法国，我国也在浙江等地建设了一些潮汐电站。
潮汐能的优点是能量相对稳定、易于预测，但缺点是建设成本较高，且会对周边的生态环境产生一定的影响。
波浪能则是由风与海面相互作用产生的。
波浪的起伏运动蕴含着巨大的能量。
目前，波浪能的开发利用主要有三种方式：一是通过浮标式装置，将波浪的上下运动转化为电能；二是通过收缩水道式装置，利用波浪在狭窄水道中的压力变化来发电；三是通过筏式装置，利用波浪的冲击力推动机械装置发电。
波浪能的优点是能量密度较高，但缺点是能量的不稳定性和装置的耐久性问题。
海流能是由于海水在大规模的流动过程中所产生的动能。
海流的速度相对稳定，但其能量密度较低。
开发海流能通常需要在海流较强的区域安装水下涡轮机，通过涡轮机的旋转带动发电机发电。
温差能是利用海洋表层和深层海水之间的温度差来获取能量。
通常在热带海域，表层海水温度较高，而深层海水温度较低。
通过特殊的热交换装置，可以将温差转化为机械能，进而发电。
温差能的优点是储量巨大，但目前技术难度较大，成本较高。
盐差能则是基于海水和淡水之间的盐度差而产生的能量。
当海水和淡水通过半透膜进行渗透时，会产生压力差，从而可以推动涡轮机发电。
然而，盐差能的开发仍处于实验阶段，面临着许多技术难题。
海洋能发电技术的发展现状与前景
海洋能发电技术的发展现状与前景一、本文概述1、简述海洋能发电技术的概念海洋能发电技术，是指利用海洋中的可再生能源，如潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能和海水盐度差能等，通过特定的装置或系统转换为电能的一种技术。
这些能源源于太阳辐射能，以热能、机械能等形式贮存于海洋之中，且可再生，因此被视为清洁、可持续的能源。
海洋能发电技术的开发利用，是对传统能源的一种补充和替代。
其核心技术在于如何将海洋中的自然能源有效转换为电能，这通常涉及到机械能、热能向电能的转换过程。
例如，潮汐能发电利用潮汐涨落产生的动力驱动水轮机转动，进而带动发电机发电；波浪能发电则是利用波浪装置将波浪能转换为装置的机械能，再驱动发电机发电。
随着全球能源需求的日益增长和对环境保护的日益重视，海洋能发电技术因其独特的优势，如储量丰富、清洁无污染、可再生等，越来越受到人们的关注和重视。
未来，随着技术的不断进步和成本的降低，海洋能发电技术有望在全球能源结构中占据更重要的地位。
2、阐述海洋能在全球能源结构中的重要性和意义在全球能源结构中，海洋能作为一种清洁、可再生的能源，具有极高的重要性和意义。
随着全球气候变化和环境问题日益严重，传统化石能源的消耗不仅加剧了温室气体的排放，也引发了资源枯竭的担忧。
因此，寻找可持续、环保的替代能源已成为全球共识。
海洋能，包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能和海水盐差能等多种形式，是地球上最为丰富的能源之一。
它不受地理位置、天气条件等因素的限制，分布广泛且稳定可靠。
更重要的是，海洋能的开发利用几乎不产生污染物和温室气体，对环境的破坏极小，符合可持续发展的要求。
从全球能源战略的角度来看，海洋能的发展对于优化能源结构、保障能源安全具有重要意义。
随着技术的不断进步和成本的降低，海洋能发电在全球能源供应中的比重有望逐渐提升，成为未来能源体系的重要组成部分。
海洋能的开发利用还能带动相关产业的发展，创造就业机会，促进经济增长。
《海洋能的开发利用》 知识清单
《海洋能的开发利用》知识清单一、海洋能的定义和种类海洋能，简单来说，就是蕴藏在海洋中的可再生能源。
它主要包括以下几种类型：1、潮汐能潮汐能是由于天体引力的作用，使得海水在涨潮和落潮过程中产生的能量。
这种能量的产生与月球和太阳对地球的引力有关。
潮汐能的特点是具有规律性和可预测性。
2、波浪能波浪能是由风作用于海面产生的波浪所蕴含的能量。
波浪的起伏和运动蕴含着巨大的能量，但其能量密度相对较低，且具有不稳定性。
3、海流能海流能是由海水流动产生的能量。
例如，大洋中的暖流和寒流都携带着巨大的能量。
海流能的优点是持续性较好，但开发难度较大。
4、温差能温差能是基于海洋表层和深层之间的温度差异而产生的能量。
通常，海洋表层的水温较高，而深层的水温较低，这种温差可以被用来驱动热力循环，从而产生电能。
5、盐差能盐差能则是由于海水盐度的差异所产生的能量。
当淡水与海水相遇时，由于盐度的不同，会产生渗透压，这种压力差可以转化为能量。
二、海洋能的特点1、储量巨大海洋覆盖了地球表面的约 70%，其中蕴含的能量是极其丰富的。
据估计，海洋能的总储量远远超过了目前全球能源的消费量。
2、可再生性海洋能是一种可再生的能源，只要太阳、月球等天体存在，海洋能的产生就不会停止。
3、清洁环保在开发和利用海洋能的过程中，不会产生二氧化碳、硫化物等污染物，对环境的影响极小。
4、分布广泛海洋能在全球范围内都有分布，不受地域和资源分布不均的限制。
然而，海洋能的开发利用也面临着一些挑战和限制：1、能量密度低相比传统的化石能源，海洋能的能量密度通常较低，这意味着需要较大的设备和面积来收集和转化能量。
2、开发成本高海洋环境复杂恶劣，开发海洋能需要使用先进的技术和设备，这导致了高昂的开发成本。
3、技术难度大海洋能的开发涉及到海洋工程、电力工程等多个领域的技术，目前许多关键技术仍有待突破。
4、对环境的潜在影响虽然海洋能本身是清洁的，但开发过程中的一些活动，如海洋工程建设等，可能会对海洋生态环境造成一定的影响。
海洋能发电技术的发展与应用
海洋能发电技术的发展与应用在当今世界，随着能源需求的不断增长和传统能源的日益枯竭，寻找和开发新型可再生能源成为了人类社会发展的重要课题。
海洋，这个占据了地球表面约 71%的广阔领域，蕴含着巨大的能量。
海洋能发电技术作为一种新兴的能源获取方式，正逐渐引起人们的关注，并在近年来取得了显著的发展。
海洋能主要包括潮汐能、波浪能、海流能、温差能和盐差能等多种形式。
这些能源具有储量丰富、可再生、清洁环保等优点。
其中，潮汐能是指由于月球和太阳对地球的引力作用，引起海平面周期性升降而产生的能量。
潮汐发电就是利用涨潮和落潮时的水位差，推动水轮机旋转，从而带动发电机发电。
波浪能则是由风对海面的作用引起的海水波动所产生的能量，通过波浪能转换装置可以将其转化为电能。
海流能是指海水流动所具有的动能，利用海流推动涡轮机发电是获取海流能的主要方式。
温差能是由于海洋表层海水和深层海水之间的温度差而产生的能量，盐差能则是由于海水和淡水之间的盐度差所蕴含的能量。
潮汐能发电是海洋能发电中发展较为成熟的技术之一。
早在 20 世纪初，法国就建成了世界上第一座潮汐发电站。
此后，英国、加拿大、俄罗斯等国家也相继开展了潮汐能发电的研究和建设工作。
我国在潮汐能发电方面也取得了一定的成果，如浙江温岭的江厦潮汐电站，是我国目前规模最大的潮汐电站。
潮汐能发电具有规律性强、可预测性好等优点，但也存在着建设成本高、对地理环境要求苛刻等局限性。
波浪能发电技术近年来发展迅速。
波浪能装置的种类繁多，常见的有振荡水柱式、摆式、筏式等。
振荡水柱式装置通过波浪的上下运动，推动空气在一个封闭的腔室内来回流动，从而驱动涡轮机发电。
摆式装置则是利用波浪的冲击力使摆体来回摆动，通过机械传动装置带动发电机发电。
筏式装置则是由多个浮体组成，通过浮体的相对运动来获取能量。
波浪能发电的优点是能量密度较高，但由于波浪的随机性和不稳定性，其能量转换效率还有待提高，并且装置的维护成本也较高。
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传动系统因捕能原理不同而不同，下图所示为一些波浪能捕获装置原理图。
图1利用直线发电机来发电，并不存在复杂的传动系统。
图2是把滑轮的旋转运动通过齿轮箱加速后传给发电机，与一般传动系统无异。
图1 图2
表1
在表1所示的诸多波能发电装置中，均采用了液压缸或液压马达再带动发电机的传动结构，也有通过波浪引起的压缩空气形成的气流来推动汽轮机再通过齿轮箱的传动结构。
在文献[1]中的LIMPET装置中，采用了振荡空气式结构，其主要特点在于通过一对汽轮机使气流在进出时均使叶轮朝一个方向旋转。
但无论在波浪能利用方面还是在潮流能利用方面，对液压传动系统的详细描述的文章几乎没有找到，比如在图3中，通过摆式结构，使液压泵吸油再排油，再通过液压传动系统稳定油量或油压；图4中是直接将摆式结构的旋转轴带动叶片泵(vane pump)，再通过液压传动系统驱动发电机发电；但两者对液压回路的描述基本没有。
图3 图4
以下为广州能源所的100kW近岸式波能电站的结构设计及保护方案[2]，其结构如下：
图5
它也属于空气振荡式结构，为了降低传动系统的刚性，在传动结构中采用了弹性联轴器(spring coupling)和安全联轴节(safety coupling)，弹性联轴器抹平波峰信号，安全联轴节保证任何峰值时的输出功率不大于额定功率。
支路阀(bypass valve)起到防止气流量过大的作用；刹车(brake)用于支路阀开启后气流量仍大于额定流量的时侯，当刹车动作时，蝶形阀动作关闭气流通道。
参考文献[3] 描述了另一种波浪能液压式Power Take-off装置，文章认为液压方式是波能转换的合理应用方式。
低速时波浪产生大的力，在这种机制下，液压系统可以将其转换成能量并贮存。
文献[4],[5,][6]也提到液压系统在波能利用中的作用。
下图为pelamis海蛇号波浪发电系统的传动原理图，通过控制集流腔(control manifold)，液压缸将流体介质压入高压蓄能器并短期贮存，蓄能器为液压马达提供相对稳定的高压流体，并带动发电机发电。
图6 Much simplified schematic of the Pelamis PTO system.
]. Environment News Service. 09/26/01. "World's First Wave Generated Power Station Opens," November 21, 2000, /ens/nov2000/2000L-11-21-01.html
[2]. Structural Design and Protective Methods for the 100kW Shoreline Wave Power Station. China Ocean Engineering,2003, V ol.17, No.3, pp439~448
[3]. Ross Henderson (Ocean Power Delivery Ltd, Edinburgh, Scotland, UK), Design, simulation, and testing of a novel hydraulic power take-off system for the Pelamis wave energy converter. Renewable Energy 31 (2006): 271–283.
[4] Salter S. Power conversion systems for ducks. Proc.International conference on future energy concepts,
vol.171. London: IEEE Pub.; 1979. pp.100–108.
[5] Salter S, Lin C. The sloped IPS wave energy converter. Proc. Second European Wave Energy Conference, Lisbon Portugal, November 1995.
[6] Blake TE, Chaplin RV. The P.S.FROG: Latest developments and model testing, Proc. Third European Wave Energy Conference, V ol. 1, Patras Greece, September 1998.
潮流能及海流能发电装置的传动系统
目前世界范围内正在研究的海流或潮流发电装置，以齿轮箱传动结构为主，如英国MCT公司的Seaflow/SeaGen系统，SMD公司的TiDel及挪威2003年的海流能发电装置等。
其结构如图7所示。
图7
以下是南安普敦大学的试验台研究方案[1]，它采用带式传动方案。
如图8、图9和图10所示。
该方案是为测量功率及轴向推力而设计的。
如图9，其传动结构基本如下：叶轮->扭矩推力测量仪->轴承密封->分离推力环->推力轴承->滑轮->轴承。
带传动->滑轮->发电机
图8 图9
图10
1978年3月17日至4月25日，定海科技小组在金塘岛与册子岛间西垢门港作原理性试验潮流能
发电时，采用了液力传动把螺旋桨转速产生的能量送至装在在船上发电机；1987年农民企业家何世钧先生自制的潮流发电装置也采用了液压传动装置带动发电机发电；但液压传动在海潮流发电系统中的详细介绍也非常少。
随着技术的不断成熟，液力传动、无齿轮传动等会成为传动系统中的重要选择方案。