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海洋能发电原理视频(海洋能发电技术有哪些?其中潮汐能为什么应用广泛)

来源:www.shuishangwuliu.com   时间:2023-07-29 19:17   点击:299  编辑:jing 手机版

1. 海洋能发电技术有哪些?其中潮汐能为什么应用广泛

河水能发电,海水也能发电。  利用潮汐就能发电。潮汐电站和河流上的水利发电站是一个原理。人们在靠海的河口或海湾处建造一条大坝,在大坝中间装上水轮发电机组。在涨潮的时候,潮水从海洋通过大坝流进河口或海湾,带动水轮发电机发电;退潮时海水又在流回海洋时,从相反的方向再次带动水轮机发出电来。这种潮汐电站比建在河流上的水电站发电功率稳定,因为它不受洪水和干旱的影响。  海上是无风三尺浪,海浪也是一种能量,不过要把海浪的能量转换成电能,比水力发电要困难得多。20世纪70年代,日本研制成了第一台波力发电装置。英国还有一艘驳船上安装了这种发电机。  利用海水表层和深层温度的差别,也可以发电。这样的发电装置和火力发电站类似:水蒸气推动汽轮机,汽轮机带动发电机就发出电来了。表层海水温度高,作为蒸汽机的热源,而深层的低温海水就是冷却废汽的冷源。美国已在夏威夷附近建成了试验性的海水温差发电站。利用20℃的温差发出了50千瓦的电力。  人们还在研究利用洋流来发电。  随着科学技术的发展,海洋一定能为人类提供越来越多的电能。

2. 海洋能发电的一种是什么

海洋再生能源是指利用可再生的海洋资源发电。海洋再生能源包括海浪能、潮汐能、海流能、海温差能等多种利用海洋资源发电的方式。这些资源可以充分利用海洋的动力、热能和潮汐能等自然资源来发电,不仅不会对环境产生污染,而且具有可再生和可持续的特点。海洋再生能源是世界各国在推进清洁能源转型过程中的重要方向之一,其前景广阔,值得我们关注和研究。

3. 海洋能发电基本原理

发电原理有三大类。

光伏发电,利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能。

水力发电,水的位能转变成机械能,再转变成电能。

火力发电,热能转化为机械能,机械能再转化为电能。

发电机的基本工作原理基于电磁感应定律和电磁力定律,用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路,以产生电磁功率,达到能量转换的目的。

4. 海洋能发电是水力发电吗

海南最主要的电力来源应该还是火力发电! 它不具备水力发电和风力发电的条件,所以就算有水和风这两种发电方式也不会承担电力来源的主力! 不过在海南的昌江,正筹备着建立核电厂,传说已在动工建设!海南电网公司是中国南方电网有限责任公司全资子公司,负责经营南方电网在海南投资的国有电网资产,对海南电网实施统一规划、统一建设、统一调度、统一管理,承担国有资产的保值增值任务,直接为海南经济发展和人民生活提供电力保障。

5. 海洋潮流能发电站

海里的风车是通过在海上建立风电场来实现的。这些风电场由巨型液压桩安装在海底,再加上钢管等建筑材料,支撑起风车的主体部分。在建设过程中,需要考虑风力、波浪、潮汐等因素以确保风车安装牢固可靠。随着技术的不断发展,建设海上风电场的方式也在发生着改变,采用新型材料和工艺,使风车的建造更加精准,使用寿命更长,同时也降低了整体成本。除了减少碳排放和能源消耗外,海上风电场还产生了就业机会,促进了经济发展,成为了国家推行可持续发展的重要组成部分之一。

6. 海洋能资源及海洋能发电技术

海底能源包括:1. 海底热能:利用海底火山、海底热液或其他地热来发电。2. 海底泥炭:利用形成于古代海底的有机质经过长期作用形成的带状油藏。3. 海底气体:利用海底气体田中的天然气。4. 海底油:利用海底油田中的原油来开采。5. 海底风能:利用海底风力发电,使用海底风机来实现。6. 海底核电:利用海底的核能源,使用海底核电站来发电。7. 海底水力能:利用海水的流动能力,使用海底水力发电机来实现发电。

7. 海洋潮流能发电

波浪发电和潮汐发电是两种利用海洋能源的方式,它们存在一些区别。

1. 能源来源:波浪发电主要利用海浪的能量,而潮汐发电则是利用潮汐引起的海水水位差异。

2. 原理:波浪发电利用波浪的运动转换为机械能,再通过发电机转化为电能。而潮汐发电则是利用潮汐引起的水流运动驱动涡轮机发电。

3. 设备类型:波浪发电通常使用浮标、浮筒或压力差装置等设备来收集和转换波浪能,而潮汐发电则使用涡轮机、水轮机等设备。

4. 受影响因素:波浪发电受到风力、波浪强度和波浪频率等因素的影响较大,而潮汐发电则主要受到月球和太阳引力的影响。

5. 适用区域:波浪发电一般适用于有较强波浪资源的海域,如海洋中部和东部的大洋地区。潮汐发电则更适合在潮汐变化大且潮汐差异明显的海域,如一些海峡和湾区。

6. 环境影响:波浪发电在设备安装和运行时对海洋生态系统的影响相对较小。潮汐发电虽然可以对水生环境产生影响,但如果适当规划和管理,可以减轻其对生态系统的影响。

总体而言,波浪发电和潮汐发电都是可再生能源的形式,可以为人们提供清洁、可持续的能源,并具有较低的温室气体排放。

8. 海洋能发电技术最成熟的是哪一种

(一)从发电量分析:

2018年中国发电量再次全球第一,达到了近6.8万亿千瓦时(具体为67914.2亿千瓦时,1千瓦时就是我们通常说的1度电),同比增长6.8%。其中,山东省发电量全国最高,之后是江苏省、内蒙古、广东省、四川、浙江、新疆……

第一,中国火力发电仍然占据主导地位

从发电构成来看,2018年中国的火力发电总量达到了49794.7亿千瓦时(同比增长6%),约为全国发电总量的73.23%,占据着绝对的主导地位。其中,山东省的火电全国第一,达到了5367.7亿千瓦时,约为山东发电总量的95.7%。

第二,水力发电总量排名第二

全年约为11027.5亿千瓦时(同比增长4.1%,属于各类型发电中增速最慢的),约为同期全国发电总量的16.24%。其中,四川省为中国水电第一大省,2018年全年水力发电量达到了2982.2千瓦时,约为同期中国水电总量的27%。

第三为风力发电

全年约为3253.2亿千瓦时(同比增长16.6%),约为同期全国发电总量的4.79%。其中,内蒙古为中国的风力发电第一大省,2018年全年内蒙古风力发电量达到了570.3亿千瓦时,而第二名的新疆风电仅仅只有327.7亿千瓦时。

第四是核电

2018年中国核能发电量约为2943.6亿千瓦时(同比增长18.7%),约为同期全国发电总量的4.33%。其中,广东省为核电第一大省,全年核能发电量约为892.4亿千瓦时,约为全国核电总量的30.3%。

第五,太阳能光伏发电

全年约为894.5亿千瓦时,同比增长19.6%,全国占比约为1.32%。其中,青海太阳能发电量最多,接近95亿千瓦时,之后是新疆约为85.4亿千瓦时、内蒙古(84.9亿千瓦时)、甘肃、宁夏、河北……

(二)从目前使用能源方式发电分析

一、火力发电

火力发电是我国目前发电量最大的发电方式。是指利用煤炭、石油、天然气等固体、液体、气体燃料燃烧时产生热能,使水变成高温高压水蒸气,推动发电机继而发电的一种发电方式。火力发电是发电方式中历史最久的,也是最重要的一种,故火力发电的技术成熟,成本较低,对地理环境要求低,但污染大。大型热电厂的热能利用率只能达到60-70%,这种发电方式耗能大,效率低。且使用的矿物燃料资源越来越少,面临枯竭的可能。

二、水力发电

水力发电是再生能源,也是我国发电量较大的发电方式。对环境冲击较小,发电效率高达90% 以上,发电成本低,发电启动快,数分钟内完成发电,调节容易。除可提供电力外,还能控制洪水泛滥,提供灌溉用水等功能。但水力发电固定资产投资大,对地理环境要求高,同时较大的水库可能引起地表的活动,甚至诱发地震;引起流域水文上的改变;可能造成大量的野生动植物被淹没死亡,甚至全部灭绝。环境破坏及其巨大。且我国水能资源开发已经接近瓶颈了,很难再大规模开发利用。

三、风力发电

风能,是人类最早使用的能源之一。风力发电即把风的动能转变成机械动能,再把机械能转化为电力动能。风能是可再生能源形式,利用风能发电有利于可持续发展,随着风电技术的日趋成熟,风电的成本越来越低,同时无污染。但风能具有不确定性,不是随时随地都有合适的风。同时风电场若建在鸟类迁徙途中,可导致对鸟类的伤害,而且风电场的噪声较大,对距离风电场较近的居民有较大的影响。目前陆地良好风力资源区大部分已经开始利用。

四、核能发电

核能是一种高效的能源。核能分为聚变与裂变两种方式,目前技术条件只有核裂变可以有效利用。核裂变发电它的能量密集,功率高,这一特点决定了它的运输量小的优点,核能比太阳能、风能等其他能源容易储存。但是核能电厂的投资成本太大;同时有大量的放射性物质,如果在事故中释放到外界环境,会对生态及民众造成伤害;同时核发电的废弃物放射性大、自然无害化需经百万年之久;且也面临资源有限的限制。核聚变虽对环境影响小,资源充足,但现有技术用于发电还不成熟,无法用于发电。因此,核电的广泛开发还要面临着严峻的挑战!

五、光伏发电

光伏发电是利用太阳能发电,太阳能随处可得,不必远距离输送,而且是洁净的能源。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。目前技术成熟,大量应用。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源,具有充分的清洁性(设备材料生产污染问题基本已得到较好的控制)、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点,在长期的能源战略中具有重要地位。但也有晚上不发电、阴雨天发电量少等不稳定特点;同时目前发电成本还较高。

六、其他发电方式

其他发电方式还有地热能发电、潮汐发电、太阳热发电等,目前均没有大量使用,或由于资源有限或由于发电成本太高,均使用量偏小。

(三)未来新能源分析

为了实现人类的可持续发展,我们必须减少CO2及其它有害气体的排放,创造一个绿色家园。从另外一个角度看化石能源的储量有限,根据有关数据分析,再过40年左右,石油将消耗所剩无几.

为了实现人类的可持续发展,我们必须减少CO2及其它有害气体的排放,创造一个绿色家园。从另外一个角度看化石能源的储量有限,根据有关数据分析,再过40年左右,石油将消耗所剩无几;再过60年左右,天然气也将宣布告竭;而煤炭资源按目前的消耗量也只能供人类使用200年左右。从人类自身生存环境和能源消耗两方面看,都迫使我们寻找其它可再生能源替代现在的常规化石能源。

  

  新能源是指传统能源之外的各种能源形式。目前技术比较成熟,已经开始大规模利用的新能源是风能、太阳能、沼气、燃料电池这四种。本文介绍沼气、燃料电池等几种发电技术。

  

  1燃料电池

  

  燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能,直接转化为电能的装置。当源源不断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂时,它可以连续发电。依据电解质的不同,燃料电池分为碱性燃料电池(AFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)及质子交换膜燃料电池(PEMFC)等。按燃料电池所用原始燃料的类型,大致分为氢燃料电池、甲烷燃料电池、甲醇燃料电池和汽油燃料电池。燃料电池不受卡诺循环限制,能量转换效率高,洁净、无污染、噪声低,模块结构、积木性强、比功率高,既可以集中供电,也适合分散供电。

  

  使用燃料电池发电,是将燃料的化学能直接转换为电能,不需要进行燃烧,没有转动部件,理论上能量转换率为100%,装置无论大小实际发电效率可达40%~60%,可以实现热电联产联用,没有输电输热损失,综合能源效率可达80%,装置为集木式结构,容量可小到只为手机供电、大到和目前的火力发电厂相比,非常灵活。

  

  燃料电池其原理与一般电池相同。其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和正极即氧化剂电极)以及电解质组成。不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部,因此,限制了电池容量。而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质,只是个催化转换元件。因此燃料电池是名副其实的把化学能转化为电能的能量转换机器。电池工作时,燃料和氧化剂由外部供给,进行反应。原则上只要反应物不断输入,反应产物不断排除,燃料电池就能连续地发电。

  

  燃料电池具有高效率、无污染、建设周期短、易维护以及成本低的特点,它不仅是汽车最有前途的替代清洁能源,还能广泛用于航天飞机、潜艇、水下机器人、通讯系统、中小规模电站、家用电源,又非常适合提供移动、分散电源和接近终端用户的电力供给,还能解决电网调峰问题。随着燃料电池的商业化推广,市场前景十分广阔。人们预测,燃料电池将成为继火电、水电、核电后的第四代发电方式,它将引发21世纪新能源与环保的绿色革命。

  

  2005年,从事燃料电池开发的公司总投资额已超过10亿美元。据统计,2005年全球拥有50万个固定的(静止式)燃料电池装置,到2010年,将有250万户家庭使用燃料电池,同时全球拥有60万台燃料电池汽车,占世界汽车生产量的1%。

  

  表1各种燃料电池的技术性能

  

  2沼气发电

  

  沼气具有较高热值,与其他燃气相比,抗爆性能较好,是一种可再生的清洁能源。沼气一般在农村比较多使用,传统上大多利用沼气取暖、炊事和照明。沼气发电是随着沼气综合利用的不断发展而出现的一项新型沼气利用技术,它将沼气用作发动机燃料,驱动发电机产生电能。由于城市化进程大城市,利用垃圾沼气发电也成为了可再生能源的一大热点。在我国,上海,北京,深圳等大城市正在或准备建立垃圾沼气发电厂。我国第一家垃圾沼气发电厂是在1998年10月,在杭州天子岭垃圾填埋场建成。在我国,目前拥有1000万座沼气池。但总体上沼气应用范围不够广,利用率也比较低。我国城市垃圾量以每年6%~7%的速度递增,而我国90%以上的城市处理垃圾的方式采取的是填埋方式,许多大城市垃圾填埋场日处理垃圾在千吨以上,如果能变废为宝,我国可以明显减少对化石能源的依赖,减少石油进口。

  

  在国外,沼气发电也是蓬勃发展,在2006年12月12日,世界上最大规模的利用垃圾沼气发电站在韩国建成并正式投入运营,发电规模为50MW级,这座沼气发电站生产的电力可为18万户家庭供电,它将替代韩国每年50万桶重油进口。在此之前,全世界50MW级的沼气发电站仅在美国有1座。

  

  随着沼气发电站的容量提高,沼气发电并网运行将会对整个电力系统造成冲击,继电保护相关问题也会随着容量提高而变得突出。文献[沼气发电机并网一次主接线及继电保护配置的探讨]阐述了沼气发电机并网的接线方式及保护配置问题。

  

  3潮汐发电

  

  潮汐能发电的工作原理与一般的水力发电原理差不多。它建筑一条大坝把靠海的河口或者海湾与大海隔开,形成一个大水库,发电机组安装在拦海大坝里面,大部分机器在地面下,利用潮汐涨落的位能差来推动水力涡轮发电机组发电。

  

  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,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,例如:(1)单库单向型,只能在落潮时发电。(2)单库双向型:在涨、落潮时都能发电。(3)双库双向型:可以连续发电,但经济上不合算,未见实际应用。

  

  世界上第一座潮汐电站是法国的郎斯河口电站,其装机容量为240MW,年均发电量为544GWh。中国沿海已建成9座小型潮汐电站,1980年建成的江厦潮汐电站是我国第一座双向潮汐电站,也是世界上较大的一座,其总装机容量为3200kW,年发电量为10.70GWh。

  

  世界较大的潮汐电站至今运行正常,证明潮汐发电在技术上是可行的,可是从20世纪80年代至今,近20年来几乎没有建新的潮汐电站,100MW级的潮汐电站没有一个建设投产。没建新的潮汐电站的原因主要是考虑电站的经济性和潮汐大坝对环境的影响。

  

  4地热发电

  

  地球是一个巨大的热仓库。其内部的热能根据科学家的推算,全球潜在地热能源的资源量约4×1013MW,相当于现在全球能耗的45×104倍。地热是一种洁净的可再生能源。地热发电是利用超过沸点的中、高温地热(蒸汽)直接进入并推动汽轮机,并带动发电机发电,或者通过热交换利用地热来加热某种低沸点的工作流体,使之变成蒸气,然后进入并推动汽轮机,带动发电机发电。最近发展起来的“热干研过程法”地热发电法不受地理限制,可以在任何地方进行地热开采。原理是首先将水通过压力泵压入地下4到6km深处,在此处岩石层的温度大约在200℃左右。睡在高温岩石层被加热后通过管道加压被提取到地面并输入一个热交换器中。热交换器推动汽轮发电机将地热转化成电能。而推动汽轮机工作的热水冷冻后再重新输入到地下供循环使用。

  

  世界上第一座地热发电站要算是1904年在意大利的拉德雷诺建成的小型地热电站,它是用地热蒸汽推动涡轮机发电的,但功率很小,只点亮了5盏电灯。后来经过充实发展,目前该电站的装机容量已达548MW。当初这座电站虽然只能点亮5盏电灯,却开创了地热发电的历史。目前世界上最大的地热发电站装机容量已经达到了1000MW,位于美国加利福尼亚盖瑟尔斯。

  

  我国地热发电在新中国成立后开始研究,于1970年,中国科学院在广东省丰顺县汤坑镇邓屋村建起了发电量60kW的地热发电站。这是我国第一座地热试验发电站。1976年,全世界海拔最高的地热发电站在我国羊八井盆地建成发电,现已兴起了一座崭新的地热城,地热开发利用正向综合性方向发展。目前,该电厂已有8台3000kW机组,总装机25MW,年发电量在拉萨电网中占到45%。羊八井地热发电站目前是我国最大的地热发电站。

  

本文综述了各种新能源发电技术的原理和研究现状,成本过高是限制它们大量推广应用的瓶颈,因此通过技术革新降低成本将是今后新能源发电技术的重要研究方向。虽然能源发电为未来人类解决能源短缺问题描绘了令人振奋的前景,但要使这幅蓝图真正成为现实的确还面临着诸多问题,需要科学家、研究人员和政府部门等来共同解决。相信随着科技的进步,电路电子器件的发展,新能源发电技术将会发挥出它们巨大的潜力,在电力系统中占据更重要的地位,为人类的持续发展铺平道路。

综合上述分析 目前最好的能源发电为火电 水电 风电 核能 光伏 ,未来是以燃料电池,沼气发电 潮汐发电 地热发电等等新能源为代表的能源发电以及未来或正在研究过程中的发电方式!

9. 海洋能的发电原理和特点

海水温差发电是一种可再生能源,主要是利用表层海水与深层海水的温度不同来进行发电。

☞工作原理

海洋温差发电是利用热交换的原理来发电。首先需要抽取温度较高的海洋表层水,将热交换器里面沸点很低的工作流体(working fluid,如氨、氟利昂等)蒸发气化,然后推动涡轮发电机而发出电力;再把它导入另外一个热交换器,利用深层海水的冷度,将它冷凝而回归液态,这样就完成了一个循环,周而复始的工作。

在热交换技术平台,目前有封闭式循环系统、开放式循环系统、混合式循环系统等,其中以封闭式循环系统技术较成熟。而在地点的设置上,则有岸基式、离岸式差别。

☞封闭式循环系统

随着海水深度的变化,表层海水受到阳光照射,吸收能量而温度较高;而在海平面200米以下,阳光几乎无法到达,因此温度较低。海水深度越深,其温度也就越低。海水温差发电时,需抽取表层温度较高的海水,使热交换机内的低沸点液体〈例如氨〉沸腾为蒸气,然后推动发电机发电,再将其导入另一热交换机,使用深层海水将其冷却,如此完成一个循环。

☞开放式循环系统

将表层海水引入真空状态的蒸发槽中,因低压下水的沸点极低而沸腾为水蒸气,再引至凝结槽,以深层海水使之凝结为水。此过程中会在蒸发槽与凝结槽之间因压力差因而形成蒸汽流,在其间加上涡轮机即可发电。另外,使用开放式循环系统发电会在凝结槽中形成淡水,可供使用。排出的淡水,这是它的有利之处。

☞混合式循环系统

开始时类似开放式循环,将温暖的海面水引进真空容器使其闪蒸成蒸气,蒸气再进入氨的蒸发器(vaporizer),使工作流体(氨)气化来转动涡轮机发电,如同封闭式循环一般,因此混合式循环兼具开放式循环与封闭式循环两者的特性。

☞岸基式温差发电厂

建置深海水管,将深层海水取至岸边发电厂,此过程容易使冷水管之温度上升,从而使发电效率更低,另外深海抽水管的建置难度较高。

☞离岸式温差发电厂

发电厂建置在海上作业平台上,将深层海水抽取至作业平台,温水与冷水的交换在海上作业平台上完成发电,再由电缆供电至岸边。离岸式海上作业平台类似钻油平台,因此水下作业需要锚固深海海底及锚定电缆。其优点是发电效率相对较高,可降低发电成本。

☞优点

不消耗任何燃料

无废料

不会制造空气污染、水污染、噪音污染

整个发电过程几乎不排放任何温室气体,例如二氧化碳

全年且一天中所有时间段皆可发电,十分稳定

副产品是淡水,可供使用

☞缺点

资金庞大

发电成本高

深海冷水管路施工风险高

影响周遭海域生物的生存权

10. 海洋能发电形式

潮汐发电利用了水资源,也利用了海洋资源。它是一种利用潮汐能源发电的可再生能源技术。

首先,潮汐发电利用了水资源。潮汐是海洋中由引力引起的周期性水位变化现象,通常由月球和太阳对海洋的引力作用引起。这种水位变化可以用来产生动能,从而通过潮汐发电装置将其转换为电能。因此,潮汐发电利用了海洋中的水资源。

其次,潮汐发电也利用了海洋资源。潮汐发电通常需要在海岸线附近建设设备,如潮汐涌浪发电站、潮汐涡轮发电机等,以便从潮汐中提取能量。这些设备通常需要利用海洋资源,如水深、潮汐幅度和潮流速度等因素,来确定建设位置和设计参数。因此,潮汐发电利用了海洋资源来获得可再生能源。

总的来说,潮汐发电既利用了水资源,即海洋中的潮汐能,也利用了海洋资源,如水深和潮流等条件。这使得潮汐发电成为一种可持续发展的能源技术,有望在未来为能源供应做出贡献。

11. 海洋能发电技术有哪些?其中潮汐能为什么应用广泛?

海洋的利用和开发,在目前来说主要是在近海的开发.主要的方式有:

1.关于开发海洋资源,旅游是一项重要的内容,这项内容,在我们国家以及世界上的其他国家,已经开始实行.譬如,建立海滨浴场,海底探险等.

2.关于海洋资源的利用.从海水中晒出的盐(氯化钠)是工业以及食用的主要来源之一.还有其中的元素(溴),也是大部分从海洋中获得.还有很多其他的资源是从海洋中获得.

3.能源的利用.潮汐能,海洋石油,铀元素的提取,以及氘等氢元素的对今后的能源可持续利用具有深远的意义.

4.食物的来源.海洋占地球的3/4,其中有人类丰富的食物来源.鱼类,藻类,虾等等.

5.国家的安全.海洋也是国土,有广域的海洋面积对我们建立起纵深防御屏障.

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