海洋能

制作：魏智琪演讲：成员：魏智琪张亮徐超民余成熊斯炜海洋能海洋能海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在于海洋之中。海洋能同时也涉及一个更广的范畴，包括海面上空的风能、海水表面的太阳能和海里的生物质能。（百度百科-海洋能）地球表面积约为5.1×108km2，其中陆地表面积为1.49×108km2，占29%；海洋面积达3.61×108km2，占71%。以海平面计，全部陆地的平均海拔约为840m，而海洋的平均深度却为3800m，整个海水的容积多达1.37×109km3。一望无际的汪洋大海，不仅为人类提供航运、水产和丰富的矿藏，还蕴含着巨大的能量。海洋能表现形式一、潮汐能：以位能形态出现的海洋能，指在涨潮和落潮过程中产生的势能。主要用于发电。二、波浪能：以机械能形态出现的海洋能，指蕴藏在海面波浪中的动能和势能。主要用于发电，同时也可用于输送和抽运水、供暖、海水脱盐和制造氢气。三、温差能：以热能形态出现的海洋能，指海洋表层海水和深层海水之间水温差的热能。主要用于发电。温差能利用的最大困难是海洋温差小，温差能能量密度低，且效率低，仅有3%左右，换热面积大，建设费用高。海洋能四、盐差能：以化学能形态出现的海洋能，指海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能。盐差能是海洋能中能量密度最大的一种可再生能源。对盐差能这种新能源的研究还处于实验室实验水平，离示范应用还有较长的距离。五、海流能：以动能形态出现的海洋能，指海底水道和海峡中较为稳定的海水流动以及由于潮汐导致的有规律的海水流动所产生的能量。海流能的利用方式主要是发电。海洋能能源特点一、海洋能在海洋总水体中的蕴藏量巨大，而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的单位能量较小。这就是说，要想得到大能量，就得从大量的海水中获得。二、海洋能具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力，只要太阳、月球等天体与地球共存，这种能源就会再生，就会取之不尽，用之不竭。三、海洋能有较稳定与不稳定能源之分。较稳定的为温度差能、盐度差能和海流能。不稳定能源分为变化有规律与变化无规律两种。属于不稳定但变化有规律的有潮汐能与潮流能。人们根据潮汐潮流变化规律，编制出各地逐日逐时的潮汐与潮流预报，预测未来各个时间的潮汐大小与潮流强弱。潮汐电站与潮流电站可根据预报表安排发电运行。既不稳定又无规律的是波浪能。四、海洋能属于清洁能源，也就是海洋能一旦开发后，其本身对环境污染影响很小。（百度百科-海洋能）海洋能优缺点海洋能有什么优点，又有什么缺点呢？缺点：全世界还没有就获取海洋能的最佳手段达成共识；大型项目可能会破坏自然水流、潮汐和生态系统。优点：取之不竭的可再生资源；有些形式的能源有规律可循（如潮汐能）；可以大规模开发，也可以小规模利用。海洋能利用现状每种海洋能资源都具有相当大的能量：潮汐能和盐度梯度能（盐差能）大约为2TW；（T，太拉，1T=109）波浪能也在此量级上；而海洋热能至少要比此大两个数量级。但是这些能量分散在广阔的地理区域，因此实际上它们的能流密度相当低。（能流密度是在一定空间范围内，单位面积（如平方米）所能取得的或单位重量（如公斤）能源所能产生的某种能源的能量或功率。是评价能源的主要指标之一。）而且这些资源中的大部分均蕴藏在远离用电中心区的海域，因此只能有一小部分海洋能资源能够得以开发利用。很多海洋能至今没被利用的原因主要有两方面：一，经济效益差，成本高。二，一些技术问题还没有过关。因此人们对海洋能的开发利用程度至今仍十分低。（百度百科-海洋能）我国海洋能的发展•我国将建三大海洋能试验场舟山榜上有名•今年5月，在山东威海召开的第四届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛上，中国国家海洋技术中心副主任夏登文表示，中国正在山东威海、浙江舟山、广东万山规划建设三个海洋能海上试验场。•这三大海洋能试验场将作为中国海洋能发电装置试验、测试与产业孵化基地，为快速提升中国海洋能技术成熟度，推动中国海洋能产业发展提供支持。•全球业务化运行的海洋能海上测试场已达10余个。中国从2012年开始加大海洋能海上试验场建设的投入力度，截至目前，已立项2.8亿多元支持海洋能海上试验场建设。•规划中的舟山潮流能试验场已完成总体设计。舟山试验场在普陀山岛和葫芦岛之间海域，潮流能平均能流密度为1.5千瓦/平方米，规划建设3个各具备1兆瓦测试能力的泊位。•中国海洋能资源丰富，理论储量超过15.8亿千瓦，技术可开发量达6.5亿千瓦，可有效解决海岛供电问题，缓解沿海地区的能源供给压力。•2010年5月，中国设立海洋可再生能源专项资金，支持潮汐能、潮流能、波浪能、温差能、盐差能及其他海洋能进行研究。截至今年5月，专项资金共支持96个项目，投入经费总额近10亿元。海洋能波浪能发电由于海洋能的形式多种多样，每种形式的利用方式也多种多样，没办法就每种利用方式都做介绍，着重介绍一下波浪能发电。随着世界经济不断地高速发展，世界各国对能源的需求量急剧增长。当前出现的全球石油危机，使人们更加清醒地认识到能源在国民经济和社会发展中所起到的重要作用。为了解决能源供应在社会发展中所遇到的瓶颈问题，寻找可替代、可再生、清洁的新型能源已经成为全球各个国家的共识。海洋波浪能主要来源是太阳热能。由于太阳热能的不均匀分布，导致地球上空气流运动，形成风。风作用于海面，其压力以及对水面的摩擦力使海面出现凸凹不平，在引力和惯性作用下，形成波浪运动。在风的持续作用下，波浪逐渐生长，形成巨大的涌浪。海洋波浪能在海洋中无处不在，而且受时间限制相对较小，同时波浪能的能流密度最大，可通过较小装置提供可观的廉价能源（主要以电能为主），并且也可以为边远海域的国防、海洋开发、农业用电等提供帮助。因此，世界上各个国家都十分重视并且花大力气开发与研究海洋波浪能，尤其是研究和开发波浪能发电装置。海洋能波浪能发电装置的发展历史1799年，法国的吉拉德父子，获得了利用波浪能的首项专利。1910年，法国的波契克斯·普莱西克，建造了一套气动式波浪能发电装置，供应他自己住宅1kW的电力。1965年，日本的益田善雄发明了导航灯浮标用气轮机波浪能发电装置，获得推广，成为首次商品化的波浪能发电装置。1978年，日本建造了一艘长80m、宽12m、高5.5m称为“海明号”的波浪能发电船。该船有22个底部敞开的气室，每两个气室可装设一台额定功率为125kW的气轮机发电机组。1978～1986年，日本、美国、英国、加拿大、爱尔兰五国合作，先后三次在日本海由良海域对“海明号”进行了波浪能发电史上最大规模的实海原型试验。但因发电成本高，未获商业实用。1985年，挪威在卑尔根附近的奥依加登岛建成了一座装机容量为250kW的收缩斜坡聚焦波道式波浪能发电站和一座装机容量为500kW的振荡水柱气动式波浪能发电站，标志着波浪能发电站实用化的开始。（百度百科-波浪能发电）海洋能波浪能发电装置的原理波浪能发电最基本的原理是通过波浪的运动使装置工作并带动发电机发电，将水以动能和势能形式存在的机械能转化为电能。通常波浪能转换成电能要经过三级转换：第一级转换是受波体，吸收波浪能；第二级转换由中间转换装置优化第一级转换，产生稳定的能量；第三级转换由发电装置把稳定的能量转化成电能。（百度文库-海洋波浪能发电装置的研究现状与发展前景）海洋能波浪能发电装置的分类“点头鸭”式振荡水柱式推摆式聚波蓄能式振荡浮子式浮阀式波浪能发电装置的分类（豆丁文库-振荡浮子式海洋波浪能发电装置的设计）海洋能“点头鸭”式波浪能发电装置“点头鸭”式波浪能发电装置的得名是由于该装置的形状和运行特性酷似鸭的运动，波浪入射波的运动使得动压力推动转动部分绕轴线旋转，流体静压力的改变使浮体部分作上升和下沉运动，动能和位能同时通过液压装置转化，再通过液力或电力系统把动能转换为电能。由于“点头鸭”式装置很多部件直接与海水接触，极易损坏，因此各国已经基本对其停止使用和研究。广州能源所100kW漂浮式鸭式装置，2013广州能源所10kW漂浮式鸭式装置，2012海洋能振荡水柱式波浪能发电装置振荡水柱式波浪能发电装置内的水柱在波浪的作用下做上下往复运动，水柱的作用类似于活塞，水柱的不停运动导致水柱自由表面上部的空气柱产生振荡运动，空气在气室上方的出气孔流经一个往复透平，从而将高速空气的动能转换为电能。振荡水柱式波浪能装置较其他波浪能装置最大的区别就是具有气室。所谓气室就是指一个结构，其下部有一开口浸在海水里，使海水能够自由地进入气室内。震荡水柱式波浪发电澳大利亚振荡水柱装置海洋能推摆式波浪能发电装置推摆式波浪能发电装置是利用装置的运动部件，在波浪的推动下，通过摆体作前后或上下摆动，将波浪能转换成摆轴的动能。与摆轴相连的是液压装置，它将摆轴的动能转换成液力泵的动能，再带动发电机发电。推摆式水柱波浪能发电装置苏格兰阿伯丁的海蓝电力公司推摆式水柱波浪能发电装置海洋能聚波蓄能式波浪能发电装置聚波蓄能式波浪能发电装置是利用狭道把广范围的波能聚集在很小的范围内，这是一种提高能量密度的方式。波浪在逐渐变窄的波道中，波高不断地被放大，直到波峰高过波道的边墙，将波浪能转换成势能贮存在蓄水库中，可利用水轮发电机组进行发电。海洋能振荡浮子式波浪能发电装置振荡浮子式波浪能发电装置是在振荡水柱式装置的基础上发展起来的波浪能发电装置。装置通过振荡浮子将波浪能转换成驱动液压泵的往复机械能，再通过能量缓冲区将不稳定的液压能转换成稳定的液压能，通过液压马达将稳定的液压能转换成稳定的旋转机械能，再通过发电机发出稳定的电能。美国新泽西州海岸外的能量浮标美国海洋能技术公司波浪能发电装置海洋能浮筏式波浪能发电装置阀式波浪能发电装置是波面阀通过铰链相互铰接在一起，能量转换装置置于每一铰接处，波浪的运动使波面阀沿着铰接处弯曲，从而反复压缩液力活塞并输出机械能。当装置的固有频率与波浪的频率相一致或接近时，装置的输出效率最高。“海蛇”浮筏式波浪能发电装置“海蛇”浮筏式波浪能发电装置海洋能波浪能发电装置的优缺点及适用场合（百度文库-海洋波浪能发电装置的研究现状与发展前景）·•你认为上述哪种发电装置具有较好的前景？为什么？海洋能波浪能发电装置的发展前景从上述几种波浪能发电装置的优缺点以及目前存在的问题来看，振荡浮子式波浪能发电装置相比较而言具有很明显的优势。因为其效率高、成本低、可靠性好，因此是今后波浪能发电装置的重要发展方向。英国、美国、荷兰、瑞典、丹麦、中国均开展了振荡浮子式波浪能装置的研究。振荡浮子式波浪能发电装置主要研究的内容是设计出合理的浮子形状、二级转换系统等，通过合理的试验得出一套完善的理论数据。运用机械可靠性设计理论开展研制和试验工作，并且运用Matlab、Adams等分析软件进行模拟仿真，从而进行机械优化设计。目前我国已有一些学者在进行此方面的研究，并且已取得科学有效的参考数据。因此振荡浮子式波浪能发电装置是今后海洋波浪能利用的重点突破口和发展方向。海洋波浪能发电是一种无污染的、清洁的、可再生的新能源，具有得天独厚的优势，但是要进行大规模地开发利用，还存在一些难点，相信经过我们的努力与奋斗，利用波浪能发电这一新型的方式会普及到人们的生活中去，真正做到为人们的生活、工作谋福利。。海洋能谢谢！参考：海洋能波浪能发电振荡浮子式海洋波浪能发电装置的设计海洋波浪能发电装置的研究现状与发展前景波浪能开发与利用研究进展我国海洋能开发利用情况分析海洋波浪能发电技术进展海洋能源开发振荡浮子式波能转换装置性能的实验研究中国的波浪能利用方法及技术进展海洋波能发电的现状与前景世界波浪发电技术的发展动态当今世界海洋发电发展趋势我国海洋波浪能的应用与发展波力发电方案的工程性探讨振荡浮子式波浪能转换装置研究振荡浮子式波浪能转换装置模型试验