海洋能利用和发电技术40页PPT
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第六章 海洋能发电
海洋能(ocean energy)是指依附在海水中的可再生能源，包括：潮汐能、波浪能、海洋温 差能、海洋盐差能和海流能等，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。
以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在。除了潮汐能和潮流能来源于太阳和
月亮对地球的引力作用以外，其他几种都来源于太阳辐射。 海洋能开发利用的方式主要是发电，其中潮汐发电和小型波浪发电技术已经实用化。海洋 能的主要特点有：
6.1 潮 汐 发 电
的1.6 倍。估计技术上允许利用的约1 亿千瓦。
North China Electric Power University
联合国教科文组织数据，全世界潮汐能的理论蕴藏量约为30 亿千瓦，是目前全球发电能力
潮汐能大小直接与潮差有关，潮差越大，能量也就越大。实践证明，平均潮差≥3m 才有经 济效益，否则难于实用化。 潮汐发电就是利用涨潮与退潮高低变化来发电，与水力发电原理类似。当涨潮时海水自外 流入，推动水轮机产生动力发电，退潮时海水退回大海，再一次推动水轮机发电。
研究，即根据表层和深层海水之间的温差所产生的焓降为原理来提高海水的位能。1989年， 该研究所在实验室实现了将雾滴提升到21m的高度记录，同时还对开式循环过程进行了实验室 研究，建造了两座容量分别为10W和60W的试验台。该方法可以提高温差能量密度，但目前该
研究还只停留在实验室阶段。
6.4 海 洋 温 差 能 发 电
海洋能是可再生能源、清洁能源； 海洋能能量多变，不稳定性； 海洋能能量巨大，颁布分散不均。
6.1 潮 汐 发 电
North China Electric Power University
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。太阳和月球引起的海水上涨，分别称为太阳潮和太阴潮。
5海洋能发电(1)-海洋能及3种利用
新能源发电技术制作人：朱永强, 许郁, 丁泽俊华北电力大学新能源与分布式发电§5海洋能利用与发电技术关注的问题浩瀚的海洋中蕴藏着怎样的能量？海洋中的各种能量都是怎样形成的？大洋中的海流又能否利用？不同深处的海水温差如何转变为电能？咸海水中的盐分和发电有什么联系？海洋能发电的设备有什么特点？海洋能发电的发展状况如何？教学目标了解海洋能资源的形成原因和表现特征，了解海洋能发电的各种方式和相关思路，理解海洋能发电的特点和意义。
新能源与分布式发电海和洋海和洋是有区别的，是不同的概念。
远离陆地的水体部分称为洋，靠近大陆的水体部分称为海。
洋是海洋的主体部分，占海洋总面积的89%。
海是海洋的边缘部分。
某些特殊的海域，还可以称为海峡或海湾。
紧邻大陆边缘的海称为“边缘海”，与大洋之间往往以半岛、岛屿、群岛为界。
例如，亚洲东部日本群岛、琉球群岛、台湾岛和菲律宾群岛一线，东面为太平洋，西面为日本海、黄海、东海等。
介于大陆之间的海称为“地中海”，如最著名的地中海、加勒比海等。
如果地中海伸进一个大陆内部，只有狭窄水道与海洋相通，又称为内海，如渤海、波罗的海等。
§5.1 海洋的概念新能源与分布式发电海洋是地球上广大而连续的咸水水体的总称，是相互连通的，如图5.2所示。
海底地形如图5.3 所示，边缘是浅水的大陆架，中间是深海盆地，海底有高山、深谷及深海大平原。
新能源与分布式发电全球共有四大洋，即太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋；另有54 个海。
地球表面的总面积约5.1 亿平方公里，其中海洋的面积为3.6 亿km 2，占71%，汇集了地球97%的水量。
新能源与分布式发电海洋能源（简称海洋能）海洋能源是海水中蕴藏着的一切的能量资源的总称，通常指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源。
以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在。
除了潮汐能和潮流能来源于太阳和月亮对地球的引力作用以外，其他几种都来源于太阳辐射。
海洋能源又可分为机械能、热能和化学能。
海洋能温差发电技术20090831.ppt
• 漂浮式是把吸水泵从船上吊下去 ,发电机 组安装在船上 ,电力通过海底电缆输送。 漂浮式又分成浮体式(包括表面浮体式、 半潜式、潜水式) 、着底式和海上移动式 三类。
• 例如：1979年在夏威夷建成“mini－ OTEC”发电装置就安装在一艘海军驳船 上 ,利用一根直径 0.16 m、长670 m的聚 乙烯冷水管垂直伸向海底吸取冷水。
• 因此 , OTEC被国际公认为是最具潜力的 海洋能源。
3、海洋温差发电的意义-对我国
• 我国大陆海岸线长达18000 km，500 m2以上的岛 屿有6961个，据《全国海岛资源综合调查报告》， 全国有淡水资源的海岛约490个，海岛海岸线 14000 km。大多数岛屿的能源供应依靠大陆运送。
• 按资源普查经验公式计算，在几种海洋能利用中， 潮汐能资源可开发总装机容量为21.79×107 MW， 波浪能为14.0×107 MW，盐差能为1.25×109 MW，而海洋温差能可以达到1.48×1010 MW。
2 、海洋温差系统分类
• 按建造类型分为：漂浮式和岸基式
漂浮式 MINIOTEC
岸基式电站
• 岸基式把发电装置设在岸上 ,把抽水泵延 伸到 500～1 000 m或更深的深海处。
• 例如：日本1981年11 月在瑙鲁修建的一 座功率为 100 kW的岸基发电站即采有一 条外径 0.17m ,长950 m的聚乙烯管深入到 580 m的海底抽取冷海水。
• 按工质及相应的循环结构分为：单工质 朗肯循环和混合工质循环。
其中混合工质循环以日本佐贺大学教授 上原开发的上原循环尤为突出。
• 单工质/混合工质朗肯循环理论系统图
计算机
监视器
实验数据采 数据采集系统集分析系统
T1 P1
新海洋温差能 ppt课件
海水温差能发电的原理开式循环系统循环系统混合循环系统开放式温差发电原理图封闭式温差发电原理图混合式循环系统是在闭式循环的基础上结合开式循环改造而成的
畅想新能源
海洋热能主要来自于太阳能。世界大洋的面积浩瀚无 边，热带洋面也相当宽， 海洋热能用过后即可得到补 充，很值得开发利用。据计算，从南纬20度到北纬20 度的区间海洋洋面，只要把其中一半用来发电，海水水 温仅平均下降l℃，就能获得600亿千瓦的电能，相当于 目前全世界所产生的全部电能。专家们估计，单在美国 的东部海岸由墨西哥湾流出的暖流中，就可获得美国在 1980年需用电量的75倍。在南北纬30度这间的大部分 海面，表层和深层海水之间的温差在20度左右；如果 在南、北纬20度海面上，每隔15公里建造一个海洋温差 发电装置，理论上最大发电能力估计为500亿KW。
4.1961年法国在西非海岸建成两座3500 千瓦的海水温差发电站
5.美国和瑞典于1979年在夏威夷群岛上 共同建成装机容量为1000千瓦的海水温 差发电站
海水温差能发电的原理
海水温差能发电的基本原理是:利用 海洋表层的温海水直接作为工质，或 作为热源对循环工质加热，工质汽化 后驱动汽轮机发电;用深层低温海水， 将做功后的工质气体冷却，使之重新 变为液体，并将入下一转驱动循环。
总之，海洋温差能作为 一种清洁、可再生的能源 ，具有很好的发展前景
混合式循环系统是在闭式循环的基础上 结合开式循环改造而成的。混合式循环系 统有两种形式，一种是温海水先闪蒸，闪 蒸出来的蒸汽在蒸发器内加热工质的同时 被冷凝为淡水;另一种是温海水通过蒸发器 加热工质，然后再在闪蒸器内闪蒸，闪蒸 出来的蒸汽用从冷凝器出来的冷海水冷凝。
混合式循环系统既可发电，又可产生淡 水，具有开式循环和闭式循环的优点。
畅想新能源
海洋热能主要来自于太阳能。世界大洋的面积浩瀚无 边，热带洋面也相当宽， 海洋热能用过后即可得到补 充，很值得开发利用。据计算，从南纬20度到北纬20 度的区间海洋洋面，只要把其中一半用来发电，海水水 温仅平均下降l℃，就能获得600亿千瓦的电能，相当于 目前全世界所产生的全部电能。专家们估计，单在美国 的东部海岸由墨西哥湾流出的暖流中，就可获得美国在 1980年需用电量的75倍。在南北纬30度这间的大部分 海面，表层和深层海水之间的温差在20度左右；如果 在南、北纬20度海面上，每隔15公里建造一个海洋温差 发电装置，理论上最大发电能力估计为500亿KW。
4.1961年法国在西非海岸建成两座3500 千瓦的海水温差发电站
5.美国和瑞典于1979年在夏威夷群岛上 共同建成装机容量为1000千瓦的海水温 差发电站
海水温差能发电的原理
海水温差能发电的基本原理是:利用 海洋表层的温海水直接作为工质，或 作为热源对循环工质加热，工质汽化 后驱动汽轮机发电;用深层低温海水， 将做功后的工质气体冷却，使之重新 变为液体，并将入下一转驱动循环。
总之，海洋温差能作为 一种清洁、可再生的能源 ，具有很好的发展前景
混合式循环系统是在闭式循环的基础上 结合开式循环改造而成的。混合式循环系 统有两种形式，一种是温海水先闪蒸，闪 蒸出来的蒸汽在蒸发器内加热工质的同时 被冷凝为淡水;另一种是温海水通过蒸发器 加热工质，然后再在闪蒸器内闪蒸，闪蒸 出来的蒸汽用从冷凝器出来的冷海水冷凝。
混合式循环系统既可发电，又可产生淡 水，具有开式循环和闭式循环的优点。
第五章 新能源之海洋能
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潮汐能
• 因月球引力的变化引起潮汐现象，潮汐导 致海水平面周期性地升降，因海水涨落及 潮水流动所产生的能量，称为潮汐能。潮 汐能是以位能形态出现的海洋能，是指海 水潮涨和潮落形成的水的势能。
12Leabharlann 潮汐中的巨大能量• 海洋的潮汐中蕴藏着巨大的能量。在涨潮 的过程中，凶涌而来的海水具有很大的动 能，而随着海水水位的升高，就把海水的 巨大动能转换为势能，在落潮的过程中， 海水奔腾而去，水位逐渐降低，势能又转 换为动能。
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江厦潮汐发电站
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波浪能
• 波浪能是以动能形态出现的海洋能。 • 波浪是由风引起的海水起伏现象，它实质上是吸收了风能 而形成的。通常一个典型的海洋中部在8s的周期内会涌起 1.5m高的波浪。波浪能的大小可以用海水起伏势能的变化 来进行估算。P=0.5TH2 (kW/m:s.m2) • 当有效波高为1m，周期为9s时，在1m的波宽度上，波浪的 功率为4.5kW。实际上波浪功率的大小还与风速、风向、 连续吹风的时间、流速等诸多因素有关。 • 据估计全世界可开发利用的波浪能达2.5×109kW。 • 我国沿海有效波高约为2～3m、周期为9s的波列，波浪功 率可达17～39kW／m，渤海湾更高达42kW／m，利用前景诱 人。
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世界主要潮汐电站
国 家 法国 加拿大 前苏联 中国 中国 中国 中国 中国 中国 中国 中国 站 名 朗斯 安纳波利斯 基斯拉雅 江厦 白沙口 幸福洋 岳浦 海山 沙山 例河 果子山 潮差 /m 8.5 7.1 3.9 5.1 2.4 4.5 3.6 4.9 5.1 2.1 2.5 容量 /MW 240 19.1 0.4 3.2 0.64 1.28 0.15 0.15 0.04 0.15 0.04 投运时间 1966 1984 1968 1980 1978 1989 1971 1975 1961 1976 1977
海洋能多种发电技术
5.3.3 波浪发电装置的基本构成 波浪能采集和机械转换部分，大都源于以下几种基本思路：
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；
通过波浪的会聚爬升将波浪能转换为水的势能。
波浪能转换发电系统的主要构造
5.3.4 波浪能的转换方式
波浪能的转换方式，大体上可分为四类： — 机械传动式 — 空气涡轮式 — 液压式 — 蓄能水库式
（2）挪威350kW 的TAPCHAN
1986 年，在挪威贝尔根附近一个小岛上，建造了一座装机容量为350kW 波浪能电站。
特色：开口约60 m的喇叭形聚波器和长约30m的楔形导槽。 电站从1986年建成后，一直正常运行到1991年，年平均输出功率约为75kW，是比较成功的一座波浪电站。据称其转换效率达65~75%。
01
03
02
5.3.2.2 我国波浪能资源
01.
以机械能形式存在，在各种海洋能中品位最高；
02.
在海洋能中能流密度最大；
03.
在海洋中分布最广。
04.
可通过较小的装置实现其利用；
05.
可提供可观的廉价能量。
在海洋能中，波浪能除可循环再生以外，还有以下优点：
5.3.2.3 波浪能的优点
5.3.3 波浪发电装置的基本构成 波浪发电，一般是通过波浪能转换装置，先把波浪能转换为机械能，再最终转换成电能。 波浪上下起伏或左右摇摆，能够直接或间接带动水轮机或空气涡轮机转动，驱动发电机产生电力。 波浪能利用的关键是波浪能转换装置，通常经三级转换： 波浪能采集系统，捕获波浪的能量； 机械能转换系统，把捕获的波浪能转换为某种特定形式的机械能； 发电系统，与常规发电装置类似，用空气涡轮机或水轮机等设备将机械能传递给发电机转换为电能。
海洋能多种发电技术
海洋能多种发电技术
目 录
• 海洋能发电技术概述 • 潮汐能发电技术 • 海浪能发电技术 • 海洋温差能发电技术 • 海洋盐差能发电技术
01 海洋能发电技术概述
海洋能发电技术的定义与特点
定义
海洋能发电技术是指利用海洋能 资源转换为电能的技术，主要包 括潮汐能、波浪能、温差能、盐 差能等。
特点
海洋能发电技术具有清洁、可再 生、储量巨大等优点，同时也有 不稳定、能量密度低等局限性。
技术难度高
01
需要解决半透膜的耐久性和效率问题。
投资成本高
02
需要大规模投资才能实现经济效益。
地理位置限制
03
适合地理位置靠近海边、盐差较大的地区。
海洋盐差能发电技术的应用场景与实例
应用场景
适合在沿海地区、岛屿、离岸石油和天然气平台等使 用。
实例
目前全球范围内已有多个海洋盐差能发电项目在研究 和开发阶段，其中一些已进入试验阶段。例如，在美 国加利福尼亚州的沿海地区，有一项名为“Salinity Gradient Power”的项目正在进行中。
流程
低盐度海水通过半透膜进入高盐度水体，由 于渗透作用，产生压力，驱动涡轮机发电。
海洋盐差能发电技术的优缺点
要点一
可再生能源
要点二
无污染
海洋盐差能是一种无穷无尽的能源，不会耗尽。
发电过程中不产生任何污染物，对环境友好。
海洋盐差能发电技术的优缺点
• 能源稳定：受气候影响较小，发电量相对稳定。
海洋盐差能发电技术的优缺点
海洋温差能发电技术的优缺点
• 能源稳定：受气候变化影响较小，发电稳定性较 高。
海洋温差能发电技术的优缺点
技术难度高
需要解决复杂的技术问题， 如热交换器设计、介质选 择等。
目 录
• 海洋能发电技术概述 • 潮汐能发电技术 • 海浪能发电技术 • 海洋温差能发电技术 • 海洋盐差能发电技术
01 海洋能发电技术概述
海洋能发电技术的定义与特点
定义
海洋能发电技术是指利用海洋能 资源转换为电能的技术，主要包 括潮汐能、波浪能、温差能、盐 差能等。
特点
海洋能发电技术具有清洁、可再 生、储量巨大等优点，同时也有 不稳定、能量密度低等局限性。
技术难度高
01
需要解决半透膜的耐久性和效率问题。
投资成本高
02
需要大规模投资才能实现经济效益。
地理位置限制
03
适合地理位置靠近海边、盐差较大的地区。
海洋盐差能发电技术的应用场景与实例
应用场景
适合在沿海地区、岛屿、离岸石油和天然气平台等使 用。
实例
目前全球范围内已有多个海洋盐差能发电项目在研究 和开发阶段，其中一些已进入试验阶段。例如，在美 国加利福尼亚州的沿海地区，有一项名为“Salinity Gradient Power”的项目正在进行中。
流程
低盐度海水通过半透膜进入高盐度水体，由 于渗透作用，产生压力，驱动涡轮机发电。
海洋盐差能发电技术的优缺点
要点一
可再生能源
要点二
无污染
海洋盐差能是一种无穷无尽的能源，不会耗尽。
发电过程中不产生任何污染物，对环境友好。
海洋盐差能发电技术的优缺点
• 能源稳定：受气候影响较小，发电量相对稳定。
海洋盐差能发电技术的优缺点
海洋温差能发电技术的优缺点
• 能源稳定：受气候变化影响较小，发电稳定性较 高。
海洋温差能发电技术的优缺点
技术难度高
需要解决复杂的技术问题， 如热交换器设计、介质选 择等。
海洋能利用技术与应用
海洋能利用的可持续性：海洋能资源丰富，可再生，可持续利用，有助于实现 能源的可持续发展。
政策支持：政府应加大对海洋能利用技术的支持力度，制定相关政策，推动海 洋能技术的研发和应用。
海洋能利用的国际合作与交流
海洋能利用技术 跨国合作项目
国际海洋能学术 交流会议
各国在海洋能技 术研发方面的合 作
国际海洋能技术 转让与知识产权 保护
工作原理：通过水轮发电机组将海流能转 化为电能，从而实现发电。
技术优势：海流能发电技术具有可持续、 环保、可再生的特点，对于缓解能源危机 和减少环境污染具有重要意义。
应用场景：海流能发电技术广泛应用于海 上风电场、海洋能源综合利用等领域，为 人类提供清洁能源的同时，也促进了海洋 经济的发展。
PART 03 海洋能应用领域
潮汐能的应用领域
潮汐发电：利用潮汐能发电，为 沿海地区提供清洁能源
海洋运输：潮汐能可以协助船舶 进出港口，提高航行安全性
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
海水淡化：利用潮汐能提供动力， 进行海水淡化处理
潮汐能农业：利用潮汐能进行水 产养殖和盐业生产
波浪能的应用领域
发电：将波浪 能转换为电能， 为沿海地区提 供清洁能源
THANK YOU
汇报人：
不同海洋能资源 分布在不同水深 和地理位置，具 有区域性特征
海洋能资源的开 发潜力巨大，是 未来能源发展的 重要方向之一
海洋能利用技术分类
潮汐能发电： 利用潮汐能 发电，是海 洋能利用的 重要领域。
波浪能发电： 利用波浪能 发电，是海 洋能利用的 重要领域。
温差发电： 利用海洋温 差发电，是 海洋能利用 的重要领域。
海洋能是指蕴藏在海洋中 的可再生能源，包括潮汐 能、波浪能、海流能等
政策支持：政府应加大对海洋能利用技术的支持力度，制定相关政策，推动海 洋能技术的研发和应用。
海洋能利用的国际合作与交流
海洋能利用技术 跨国合作项目
国际海洋能学术 交流会议
各国在海洋能技 术研发方面的合 作
国际海洋能技术 转让与知识产权 保护
工作原理：通过水轮发电机组将海流能转 化为电能，从而实现发电。
技术优势：海流能发电技术具有可持续、 环保、可再生的特点，对于缓解能源危机 和减少环境污染具有重要意义。
应用场景：海流能发电技术广泛应用于海 上风电场、海洋能源综合利用等领域，为 人类提供清洁能源的同时，也促进了海洋 经济的发展。
PART 03 海洋能应用领域
潮汐能的应用领域
潮汐发电：利用潮汐能发电，为 沿海地区提供清洁能源
海洋运输：潮汐能可以协助船舶 进出港口，提高航行安全性
添加标题
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海水淡化：利用潮汐能提供动力， 进行海水淡化处理
潮汐能农业：利用潮汐能进行水 产养殖和盐业生产
波浪能的应用领域
发电：将波浪 能转换为电能， 为沿海地区提 供清洁能源
THANK YOU
汇报人：
不同海洋能资源 分布在不同水深 和地理位置，具 有区域性特征
海洋能资源的开 发潜力巨大，是 未来能源发展的 重要方向之一
海洋能利用技术分类
潮汐能发电： 利用潮汐能 发电，是海 洋能利用的 重要领域。
波浪能发电： 利用波浪能 发电，是海 洋能利用的 重要领域。
温差发电： 利用海洋温 差发电，是 海洋能利用 的重要领域。
海洋能是指蕴藏在海洋中 的可再生能源，包括潮汐 能、波浪能、海流能等