海洋能发电原理

一：简述海洋能的利用形式有哪些？各有什么特点

海洋能利用-正文

利用一定的方式方法、设备装置把各种海洋能转换成为电能或其他可利用形式的能。它是人类利用自然能源的重要方面。

海洋能的种类 海洋能是海水运动过程中产生的可再生能，主要包括温差能、潮汐能、波浪能、潮流能、海流能、盐差能等。潮汐能和潮流能源自月球、太阳和其他星球引力，其他海洋能均源自太阳辐射。

海水温差能是一种热能。低纬度的海面水温较高，与深层水形成温度差，可产生热交换。其能量与温差的大小和热交换水量成正比。潮汐能、潮流能、海流能、波浪能都是机械能。潮汐的能量与潮差大小和潮量成正比。波浪的能量与波高的平方和波动水域面积成正比。在河口水域还存在海水盐差能（又称海水化学能），入海径流的淡水与海洋盐水间有盐度差,若隔以半透膜,淡水向海水一侧渗透，可产生渗透压力，其能量与压力差和渗透能量成正比。

海洋能的特点 ①蕴藏量大，并且可以再生不绝。估计地球上海水温差能可用功率达1010千瓦数量级；潮汐能、波浪能、海流能、海水盐差能等可再生功率都达109 千瓦数量级。②能流的分布不均、密度低。大洋表面层与500～1000米深层之间的较大温差仅20°C左右,沿岸较大潮差约 7～10米，而近海较大潮流、海流的流速也只有4～7节。③能量多变、不稳定。其中海水温差能、海流能和盐差能的变化较为缓慢，潮汐和潮流能则呈短时周期规律变化，波浪能有显著的随机性。

海洋能利用的技术和设施 海洋能利用的关键环节是能量转换，不同形式的海洋能，其转换技术原理和装置也不同。

海水温差能的利用是将热能转为机械能后，再转换为电能。热能转换为机械能采取热力循环法，通常的流程有两种（图1）:①闭路循环（又称中间介质法），采用由蒸发器、汽轮发电机、冷凝器和工质泵组成的系统，蒸发器里通过海洋表层热水，冷凝器里通过海洋深层冷水，工质泵把液态氨或其他工质作为中间介质从冷凝器泵入蒸发器，液态氨因热水作用变为高压氨气，驱动汽轮机发电；而从汽轮机出来的低压气态氨回到冷凝器又重新冷却成液态氧，如此形成闭路循环。②开路循环（又称闪蒸法或扩容法），把热海水在部分真空的蒸发器（闪蒸器）内蒸发成蒸汽，驱动汽轮机发电；使用过的低压蒸汽再进入冷凝器中冷却，冷凝的脱盐水或回收，或排入海洋。早期的实验装置多采取开路循环流程，由于设备易受腐蚀，60年代后改用闭路循环流程。海水温差发电实际利用的热效率很低，往往只有2％左右,所处理的冷、热水量较多，故相应的各种部件尺寸都很庞大，伸向海底深水层的长冷水管技术难度较大。

潮汐、波浪、潮流和海流能的利用仅需将机械能转换为电能，一般分为三步：第一步是接受能量，如建造潮汐水库，用以接受、蓄贮潮汐能；采用转轮(水车)以吸收海流、潮流动能;用水柱-气室、随波浪升降或摇摆的浮子、可压缩气袋等接受波浪能。第二步是传输，通常用机械、液力、气动等方法，传输终端一般设置水轮机或气轮机。潮汐电站采用适应低水位差的灯泡贯流式水轮机组或全贯流式水轮机组(图2)；而波能的传输近年来采用对称翼型空气涡轮机，在波浪作用下能做单方向旋转。第三步是转换成电力或其他动力。通常通过发电机转换成电力。由于海洋能不稳定，所以在整个转换过程中一般还需备有贮能设施，如水库、气罐、蓄电池和飞轮等。

海水盐差能利用的转换方法近年来才开始研究。如有一种设想是在河口入海处建造两座堤坝，中间为缓冲水库，在缓冲水库与外海的通道内设置半透膜。缓冲水库内的淡水通过半透膜渗出，其渗透压力导致缓冲库的水位降低，利用缓冲库与河流的水位差可以发电。这种方法由于进出水量相当大，故所需的工程规模也很大。

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二：水能，潮汐能，海洋能什么区别？

水能：

水能是一种可再生能源，是清洁能源，是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源；狭义的水能资源指河流的水能资源。是常规能源,一次能源。水不仅可以直接被人类利用，它还是能量的载体。太阳能驱动地球上水循环，使之持续进行。地表水的流动是重要的一环，在落差大、流量大的地区，水能资源丰富。随着矿物燃料的日渐减少，水能是非常重要且前景广阔的替代资源。目前世界上水力发电还处于起步阶段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水运动均可以用来发电。

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成为潮汐能。潮汐能是以势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与动能。

潮汐发电与普通水利发电原理类似，通过出水库，在涨潮时将海水储存在水库内，以势能的形式保存，然后，在落潮时放出海水，利用高、低潮位之间的落差，推动水轮机旋转，带动发电机发电。差别在于海水与河水不同，蓄积的海水落差不大，但流量较大，并且呈间歇性，从而潮汐发电的水轮机结构要适合低水头、大流量的特点。潮水的流动与河水的流动不同，它是不断变换方向的，潮汐发电有以下三种形式：

（1）单池单向发电

（2）单池双向发电

（3）双池双向发电

三：海水能发电吗

潮汐发电

凡在海边上生活过的人都知道，海水时进时退，海面时涨时落。海水的这种自然涨落现象就是人们常说的潮汐。涨潮时由月球的引潮力可使海面升高0.246米，在两者的共同作用下，潮汐的最大潮差为8.9米；北美芬迪湾蒙克顿港最大潮差竟达19米。据计算，世界海洋潮汐能蕴藏量约为27亿千瓦，若全部转换成电能，每年发电量大约为1.2万亿度。潮汐发电严格地讲应称为“潮汐能发电”，潮汐能发电仅是海洋能发电的一种，但是它是海洋能利用中发展最早、规模最大、技术较成熟的一种。现代海洋能源开发主要就是指利用海洋能发电。利用海洋能发电的方式很多，其中包括波力发电、潮汐发电、潮流发电、海水温差发电和海水含盐浓度差发电等，而国内外已开发利用海洋能发电主要是潮汐发电。由于潮汐发电的开发成本较高和技术上的原因，所以发展不快。

潮汐发电与水力发电的原理相似，它是利用潮水涨、落产生的水位差所具有势能来发电的，也就是把海水涨、落潮的能量变为机械能，再把机械能转变为电能（发电）的过程。具体地说，潮汐发电就是在海湾或有潮汐的河口建一拦水堤坝，将海湾或河口与海洋隔开构成水库，再在坝内或坝房安装水轮发电机组，然后利用潮汐涨落时海水位的升降，使海水通过轮机转动水轮发电机组发电。

由于潮水的流动与河水的流动不同，它是不断变换方向的，因此就使得潮汐发电出现了不同的型式，如单库单向型，只能在落潮时发电；单库双向型，在涨、落潮时都能发电；双库双向型，可以连续发电，但经济上不合算，未见实际应用。世界上第一座具有经济价值，而且也是目前世界上最大的潮汐发电站，是1966年在法国西部沿海建造的朗斯洛潮汐电站，它使潮汐电站进入了实用阶段，其装机容量为24千瓦，年均发电量为5.44亿度。

四：南非东南部利用海流发电成功了吗

小题1:B

小题2:D 试题分析：

小题1:读题引可知，海流发电依靠的是海流冲击力，设施应迎着洋流的方向，日本东南部海域受日本暖流，自南向北流，设施朝向南方。

小题2:由于此发电设施位于海上，台风可能会破坏发电设施

点评：本题难度一般，学生只要能掌握世界著名地区的洋流分布，并能结合资料分析洋流发电的基本原理：即水轮机应面对洋流流向。

五：热力发电什么原理？？

利用热能转化为动能穿再带动发电机。具体是用水蒸气的内能来推动扇页转动，连带发电机转动。同市面上卖的发电机极其类似，只不过产生热能的方式不尽相同。

六：用潮汐能发电才能获得经济效益，平均潮差不小于多少米

潮汐能 一、定义、应用及意义

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成为潮汐能。潮汐能是以势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与动能。

海洋的潮汐中蕴藏着巨大的能量。在涨潮的过程中，汹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化为势能；在落潮的过程中，海水奔腾而去，水位逐渐降低，势能又转化为动能。潮汐能的能量与潮量和潮差成正比。或者说，与潮差的平方和水库的面积成正比。和水利发电相比，潮汐能的能量密度低，相当于微水头发电的水平。世界上潮差的较大值约为13～15m，但一般说来，平均潮差在3m以上就有实际应用价值。潮汐能是因地而异的，不同的地区常常有不同的潮汐系统，他们都是从深海潮波获取能量，但具有各自独特的特征。景观抄袭很复杂，但对于任何地方的潮汐都可以进行准确预报。

潮汐能的利用方式主要是发电。潮汐发电是利用海湾、河口等有利地形，建筑水堤，形成水库，以便于大量蓄积海水，并在坝中或坝旁建造水利发电厂房，通过水轮发电机组进行发电。只有出现大潮，能量集中时，并且在地理条件适于建造潮汐电站的地方，从潮汐中提取能量才有可能。虽然这样的场所并不是到处都有，但世界各国都已选定了相当数量的适宜开发潮汐电站的站址。

发展像潮汐能这样的新能源，可以间接使大气中的CO2含量的增加速度减慢。潮汐是一种世界性的海平面周期性变化的现象，由于受月亮和太阳这两个万有引力源的作用，海平面每昼夜有两次涨落。潮汐作为一种自然现象，为人类的航海、捕捞和晒盐提供了方便，更值得指出的是，它还可以转变成电能，给人带来光明和动力。

二、发电原理及发电形式

潮汐发电与普通水利发电原理类似，通过出水库，在涨潮时将海水储存在水库内，以势能的形式保存，然后，在落潮时放出海水，利用高、低潮位之间的落差，推动水轮机旋转，带动发电机发电。差别在于海水与河水不同，蓄积的海水落差不大，但流量较大，并且呈间歇性，从而潮汐发电的水轮机结构要适合低水头、大流量的特点。潮水的流动与河水的流动不同，它是不断变换方向的，潮汐发电有以下三种形式：

（1）单池单向发电

（2）单池双向发电

（3）双池双向发电

三、应用现状与应用前景

到目前为止，由于常规电站廉价电费的竞争，建成投产的商业用潮汐电站不多。然而，由于潮汐能蕴藏量的巨大和潮汐发电的许多优点，人们还是非常重视对潮汐发电的研究和试验。

据海洋学家计算，世界上潮汐能发电的资源量在10亿千瓦以上，也是一个天文数字。潮汐能普查计算的方法是，首先选定适于建潮汐电站的站址，再计算这些地点可开发的发电装机容量，叠加起来即为估算的资源量。

20世纪初，欧、美一些国家开始研究潮汐发电。第一座具有商业实用价值的潮汐电站是1967年建成的法国郎斯电站。该电站位于法国圣马洛湾郎斯河口。郎斯河口最大潮差13.4米，平均潮差8米。一道750米长的大坝横跨郎斯河。坝上是通行车辆的公路桥，坝下设置船闸、泄水闸和发电机房。郎斯潮汐电站机房中安装有24台双向涡轮发电机，涨潮、落潮都能发电。总装机容量24万千瓦，年发电量5亿多度，输入国家电网。

1968年，前苏联在其北方摩尔曼斯克附近的基斯拉雅湾建成了一座800千瓦的试验潮汐电站。1980年，加拿大在芬地湾兴建了一座2万干瓦的中间试验潮汐电站。试验电站、中试电站，那是为了兴建更大的实用电站做论证和准备用的。

世界上适于建设潮汐电站的20几处地方，都在研究、设计建设潮汐电站。其中包括：美国阿拉斯加州的库克湾、加拿大芬地湾、英国塞文河口、阿根廷圣约瑟湾、澳大利亚......余下全文>>

七：分布式发电技术有哪几种？

答：电力工业对于发电机组容量的传统观点是: 容量越大效率越高, 单位千瓦投资越低, 发电成本也越低。因此,电力工业的发展方向是“大机组、大电厂和大电网”。但近年来随着技术的发展、人们对环境及能源供应安全性的不断关注, 分布式发电技术得到了广泛的研究。( 1) 往复式发动机技术用于分布式发电的往复式发动机以汽油或柴油为燃料。此种发电方式并不是一种全新的形式, 近几十年来, 在许多重要的行业和场所, 如部分医院和学校, 就常常把柴油发电机作为停电期间使用的事故备用电源。(2) 微型燃气轮机技术微型燃气轮机是指以天然气、甲烷、汽油、柴油为燃料的超小型燃气轮机。其发电效率可达 30% , 如实行热电联产, 效率可提高到 75% 。微型燃气轮机的特点是体积小、质量轻、发电效率高、污染小、运行维护简单。(3) 燃料电池技术燃料电池是一种在等温状态下直接将化学能转变为直流电能的电化学装置。燃料电池工作时, 不需要燃烧, 是直接将燃料天然气、煤制气、石油等中的氢气借助于电解质与空气中的氧气发生化学反应, 在生成水的同时进行发电。在获得电能的过程中, 副产品仅为热、水和少量二氧化碳等。(4) 太阳能发电技术太阳能的转换和利用方式有光热转换、光电转换和光化学转换等。目前, 技术比较成熟的、应用广泛是太阳能光伏发电技术, 即光电转换。太阳能光伏发电技术是利用半导体材料的光电效应直接将太阳能转换为电能。光伏发电具有不消耗燃料、不受地域限制、规模灵活、无污染、安全可靠、维护简单等优点。(5) 风力发电技术风能是指太阳幅射造成地球各部分受热不均匀, 引起各地温差和气压不同, 导致空气运动而产生的能量。风力发电技术是将风能转化为电能的发电技术。近年来, 风力发电技术进步很快, 技术已很成熟。(6) 生物质能发电技术生物质能来源于生物质。生物质能发电是首先将生物质转化为可驱动发电机的能量形式如燃气、燃油、酒精等 , 再按照通用的发电技术发电。(7) 小水电技术小水电通常是指小水电站及与其相配套的小电网的统称。小水电的开发方式, 可分为引水式、堤坝式、混合式和抽水蓄能式 4 种。(8) 海洋能发电技术海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能、潮流能、海水温差能和海水盐差能等不同的能源形态。目前, 海洋能发电多数处在实验阶段, 比较成熟的是潮汐能发电技术。潮汐能发电和水力发电厂相似, 就是利用海水涨落及其所造成的水位差来推动水轮机, 再由水轮机带动发电机来发电。(9) 地热发电技术地热能是来自地球深处的可再生热能, 它起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地热发电是利用地下热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术, 其和火力发电的基本原理是一样的, 都是将蒸汽的热能经过汽轮机转变为机械能, 然后带动发电机发电。所不同的是, 地热发电不像火力发电那样要具有庞大的锅炉, 也不需要消耗燃料。