海洋能发电站(海洋能发电基本原理)

1. 海洋能发电基本原理

潮汐能发电是一种利用潮汐能源来发电的技术。潮汐是由于月球和太阳引力对地球的作用，在海洋中形成的周期性涨落。这种涨落的能量被称为潮汐能。潮汐能发电技术就是利用潮汐能将其转化为电能的过程。

潮汐能发电的原理是利用潮汐涨落的能量驱动涡轮机转动，进而带动电动机发电。潮汐能发电通常需要建立在海岸线附近的潮汐发电站内，潮汐发电站会安装涡轮机组，而涡轮机组又连接到发电机组，通过涡轮机组的旋转带动发电机组发电。

潮汐能发电技术具有清洁、可再生、无污染、可预测性等优点，但同时也面临着技术成本高、建设难度大、对环境影响等挑战。

2. 海洋能的发电原理和特点

能

目前，潮汐发电是人类利用潮汐能源的主要方式之一。与风能、太阳能发电相比，潮汐更容易预测，而且有很多未知的开发空间。潮汐发电有两种形式：一种是成本较低廉的涡轮机发电，另一种是造价较高的建坝发电。相比之下，后者对环境的影响较大。

海洋能蕴藏丰富，分布广、清洁无污染，但能量密度低，地域性强，因而开发困难并有一定的局限。开发利于的方式主要是发电，其中潮汐发电和小型波浪发电技术已经实用化。

3. 海洋能发电系统组成

潮汐能发电是海洋能发电的一种，但它是海洋能利用中发展最早，规模最大，技术教成熟的一种。

潮汐能海水周期性涨落运动中所具有的能量。其水位差表现为势能，其潮流的速度表现为动能。这两种能量都可以利用，是一种可再生能源。由于在海水的各种运动中潮汐最守信，最具规律性，又涨落于岸边，也最早为人们所认识和利用，在各种海洋能的利用中，潮汐能的利用是最成熟的。

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。

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。尽管潮汐很复杂，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。

4. 海洋能发电是水力发电吗

潮汐发电是水力发电的一种。

是利用水能进行发电的。建于河流上的水电站，利用的水头比较大，而且水头是基本固定的。而潮汐发电站利用的是涨潮与落潮的水位差来发电的，水头是很有限的，为提高发电效率，潮汐发电经常采用双向发电，涨潮时海水流过水轮机发电，尾水流入内水库；落潮时内水库的水流过水轮机发电，尾水流入大海。

5. 海洋能发电的一种是什么

顾名思义，海流就是海洋中的河流。浩瀚的海洋中除了有潮水的涨落和波浪的上下起伏之外，有一部分海水经常是朝着一定方向流动的。它犹如人体中流动着的血液，又好比是陆地上奔腾着的大河小溪，在海洋中常年默默奔流着。海流和陆地上的河流一样，也有一定的长度、宽度、深度和流速。一般情况下，海流长达几千千米，比长江、黄河还要长；而其宽度却比一般河流要大得多，可以是长江宽度的几十倍甚至上百倍；海流的速度通常为1～2海里/时，有些可达到4～5海里/时。海流的速度一般在海洋表面比较大，而随着深度的增加则很快减小。

风力的大小和海水密度不同是产生海流的主要原因。由定向风持续地吹拂海面所引起的海流称为风海流；而由于海水密度不同所产生的海流称为密度流。归根结底，这两种海流的能量都来源于太阳的辐射能。海流和河流一样，也蕴藏着巨大的动能，它在流动中有很大的冲击力和潜能，因而也可以用来发电。据估计，世界大洋中所有海流的总功率达50亿千瓦左右，是海洋能中蕴藏量最大的一种。

我国海域辽阔，既有风海流，又有密度流；有沿岸海流，也有深海海流。这些海流的流速多在0.5海里/时，流量变化不大，而且流向比较稳定。若以平均流量100立方米/秒计算，我国近海和沿岸海流的能量就可达到1亿千瓦以上，其中以台湾海峡和南海的海流能量最为丰富，它们将为发展我国沿海地区工业提供充足而廉价的电力。

利用海流发电比陆地上的河流优越得多，它既不受洪水的威胁，又不受枯水季节的影响，几乎以常年不变的水量和一定的流速流动，完全可成为人类可靠的能源。

海流发电是依靠海流的冲击力使水轮机旋转，然后再变换成高速，带动发电机发电。目前，海流发电站多是浮在海面上的。例如，一种叫“花环式”的海流发电站，是用一串螺旋桨组成的，它的两端固定在浮筒上，浮筒里装有发电机。整个电站迎着海流的方向漂浮在海面上，就像献给客人的花环一样。这种发电站之所以用一串螺旋桨组成，主要是因为海流的流速小，单位体积内所具有能量小。它的发电能力通常是比较小的，一般只能为灯塔和灯船提供电力，至多不过为潜水艇上的蓄电池充电而已。

美国曾设计过一种驳船式海流发电站，其发电能力比花环式发电站要大得多。这种发电站实际上就是一艘船，因此叫发电船似乎更合适些。在船舷两侧装着巨大的水轮，它们在海流推动下不断地转动，进而带动发电机发电。所发出的电力通过海底电缆送到岸上。这种驳船式发电站的发电能力约为5万千瓦，而且由于发电站是建在船上，所以当有狂风巨浪袭击时，它可以驶到附近港口躲避，以保证发电设备的安全。

国外曾经研制了一种设计新颖的伞式海流发电站，这种电站也是建在船上的。它是将50个降落伞串在一根很长的绳子上来聚集海流能量的，绳子的两端相连，形成一个环形。然后，将绳子套在锚泊于海流的船尾的两个轮子上。置于海流中的降落伞由强大海流推动着，而处于逆流的伞就像大风把伞吸涨撑开一样，顺着海流方向运动。于是拴着降落伞的绳子又带动船上两个轮子，连接着轮子的发电机也就跟着转动而发出电来，它所发出的电力通过电缆输送到岸上。

6. 海洋能发电思维导图

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7. 海洋能源发电的原理

海上冲浪是利用海浪的动能实现的一种滑板运动。1. 海浪通过风力在海面上产生了波浪，冲浪者通过滑板顺着波浪往前滑，这个过程需要不断地调节滑板的姿态和速度，才能保持平衡并且找到正确的位置抓住波浪。2. 冲浪需要具备一定的技巧和经验，同时还需要做好防护措施，因此需要冲浪者花费一定的时间进行学习和实践。所以，海上冲浪是一种结合了海浪和人类的互动运动，需要具备一定的技巧和时间的投入。

8. 海洋能发电原理图

1991年，我国首创以铝－空气－海水为能源的新型电池，称之为海洋电池。它是一种无污染、长效、稳定可靠的电源。海洋电池彻底改变了以往海上航标灯两种供电方式：一是一次性电池，如锌锰电池、锌银电池、锌空（气）电池等。这些电池体积大，电能低，价格高。二是先充电后给电的二次性电源，如铅蓄电池，镍镉电池等。这种电池要定期充电，工作量大，费用高。

海洋电池，是以铝合金为电池负极，金属（Pt、Fe）网为正极，用取之不尽的海水为电解质溶液，它靠海水中的溶解氧与铝反应产生电能的。我们知道，海水中只含有0.5%的溶解氧，为获得这部分氧，科学家把正极制成仿鱼鳃的网状结构，以增大表面积，吸收海水中的微量溶解氧。这些氧在海水电解液作用下与铝反应，源源不断地产生电能。两极反应为：

负极：（Al）：4Al－12e＝4Al3＋

正极：（Pt或Fe等）：3O2＋6H2O十12e＝12OH－

总反应式：4Al＋3O2十6H2O＝4Al(OH)3↓

海洋电池本身不含电解质溶液和正极活性物质，不放入海洋时，铝极就不会在空气中被氧化，可以长期储存。用时，把电池放入海水中，便可供电，其能量比干电池高20～50倍。

电池设计使用周期可长达一年以上，避免经常交换电池的麻烦。即使更换，也只是换一块铝板，铝板的大小，可根据实际需要而定。

海洋电池没有怕压部件，在海洋下任何深度都可以正常了作。海洋电池，以海水为电解质溶液，不存在污染，是海洋用电设施的能源新秀。

9. 海洋也能发电吗

潮汐发电要建水库，形成水头并保持水位平稳，利用水位差来发电，潮汐发电有单库单程电站、单库双程电站和双库双程电站。

（1）单库单程式：仅有一个水库，水轮机是单向式的，在潮落时发电。其工作过程为涨潮时进水，不发电，因为水位差不够和水轮机的单向性也无法发电。落潮时，先不发电，在落潮过程中，落到一定程度，与水库水位差足够时，才可以发电。整个过程是不连续的，但发电过程是稳定的。

（2）单库双程式：一个水库，用双向水轮机，涨潮落潮时都发电。其工作过程为涨潮时先不进水，由于是双向水轮机，等有一定水位差时再发电，同时也给水库充水。退潮时，水库水位差不够时停止发电，直到足够的水位差时，水轮机反向运转发电。

（3）双库式：两个水库，涨落潮时都发电。其工作过程为一个高位水库，一个低位水库，增加了水位调节的能力，实现了不间断发电，水的流向永远是从高水位库流到低水位库，发电也是单向的。如果进水阀门与泄水阀门控制得当，可使水轮机水头保持稳定。

B、海洋能水轮发电机组

（1）轴流式水轮机组。水轮机轴是垂直的，水流从侧面的叶片方向流入，改变方向沿轴下部流出。发电机是立式的，在水轮机上与水轮机同轴。这是老式发电机组，效率低、功率小，但寿命长。

（2）贯流式水轮机组。水轮机和发电机均沿水平方向安装，通过一个竖井的皮带连接，中间安装齿轮变速箱。水经闸门流道落下，改变方向沿水平方向经叶片流出。其特点是效率低，但简单，易安装与维修。

（3）流线型的灯泡式水轮机组。像一个光滑的灯泡或炸弹，全封闭，水平安装，大头装有发电机，小头装有水轮机，水流先经过大头密封的发电机，再流向水轮机。尽管机组占有不少体积，但由于采取紧凑同轴发电机与水轮机，其效率高。缺点是整个发电机在水下密封维修不便，发电机在流道里使能量损失。

（4）全贯流水轮机组。水轮机和转子装在流道中阻力小、效率高；定子装在流道外。

（5）国产化水轮机组。灯泡贯流式机组具有适用水头范围大、效率高、运行稳定等优点。电站建设土地淹没少、移民少，对降低工程造价、提高经济效益十分有利，具有广泛的市场前景。

C、波浪发电

（1）一般收集波浪动能有四种方式：

ａ．运动型，收集一定方向的机械能。

ｂ．震荡型，把震动的水柱变成变化的气柱，有个震荡腔，如果能产生共振，效果就更佳，震动变为旋转也较容易。

ｃ．水流型，改变水流形状，形成压差，就可做推动力。

ｄ．压力型，比较直观，直接用波浪来压缩空气，作为动力。

（2）通过适当的转换就变为推动水轮机的动力。这种转换方式大致为：

ａ．机械式的，用齿轮、杠杆；

ｂ．水动式的，用液压系统；

ｃ．气动式的，用空气泵。

10. 海洋能发电技术有哪些?其中潮汐能为什么应用广泛

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。

11. 海洋能资源及海洋能发电技术

海浪、潮汐和风力发电所需要的资源分别是：1. 海浪发电： - 广阔的海域：海浪发电需要有适宜的海域，大海和较深的海域都是海浪形成和发电的理想条件。 - 强风生成海浪：海浪需要有强大的风力来造成海面的波动，因此位于经常有风的地区（如海洋近岸、海上）的海域较为适合海浪发电。 - 适宜的地理地貌：海底地理地貌需要适合波浪传播以及海浪捕捉装置的安装。2. 潮汐发电： - 大海潮汐差异：潮汐发电需要潮汐差异较大的地区，即有较高差异潮汐的地点。 - 潮汐周期：潮汐发电需要有明显的潮汐周期，即每天会有两次高潮和两次低潮的海域。 - 海峡和海湾：海峡和海湾通常具有较大的水流速度，适合设置潮汐发电设施。3. 风力发电： - 强风资源：风力发电需要有充足且稳定的风力资源，通常需要每年平均风速在6米/秒及以上才能高效发电。 - 平坦而开阔的地域：风力发电需要一片相对平坦而开阔的地域，以便风吹过时不受阻碍，例如平原、山脉缓坡、沿海地区等。需要注意的是，海浪、潮汐和风力发电的资源分布并不完全一致，而且均受到气候、地理等因素的影响。