深入解讀現代海洋能發電技術-工業電器網
[深入解讀現代海洋能發電技術]:今后的5-10年內,潮汐能將得到更大規模的應用,波浪能和海流能將逐步產業化。作為戰略能源資源的溫差能將在2020年左右,在海洋開發中發揮重要作用。結合中國的具體情況,建議近期重點研究潮汐發電機組技術、...
? 今后的5-10年內,潮汐能將得到更大規模的應用,波浪能和海流能將逐步產業化。作為戰略能源資源的溫差能將在2020年左右,在海洋開發中發揮重要作用。結合中國的具體情況,建議近期重點研究潮汐 組技術、百千瓦級波浪和海流示范裝置以及溫差能綜合利用試驗裝置。
海洋能源通常指海洋中所蘊藏的可再生的自然能源,主要為潮汐能、波浪能、海流能(潮流能)、海水溫差能和海水鹽差能。更廣義的海洋能源還包括海洋上空的 、海洋表面的 以及海洋生物質能等。究其成因,潮汐能和潮流能來源于太陽和月亮對地球的引力變化,其他均源于太陽輻射。
海洋能源按儲存形式又可分為機械能、熱能和化學能。其中,潮汐能、海流和波浪為機械能,海水溫差為熱能,海水鹽差為化學能。
潮汐能是指海水潮漲和潮落形成的水的勢能,其利用原理和水力發電相似。潮汐能的能量與潮量和潮差成正比。或者說,與潮差的平方和水庫的面積成正比。和水力發電相比,潮汐能的能量密度很低,相當于微水頭發電的水平。世界上潮差的較大值約為13一15m,我國的最大值(杭州灣澈浦)為8.9m。一般說來,平均潮差在3m以上就有實際應用價值。
全世界潮汐能的理論估算值為109kW量級,我國的潮汐能理論估算值雖為108kW量級,但實際可利用數遠小于此數。根據中國海洋能資源區劃結果,沿海潮汐能可開發的潮汐電站壩址為424個,總裝機容量約為2.2Xl07kW。浙江和福建沿海為潮汐能較豐富地區。
波浪能是指海洋表面波浪所具有的動能和勢能。波浪的能量與波高的平方、波浪的運動周期以及迎波面的寬度成正比。波浪能是海洋能源中能量最不穩定的一種能源。臺風導致的巨浪,其功率密度可達每米迎波面數千kW,而波浪能豐富的歐洲北海地區,其年平均波浪功率也僅為20-40kW/m中國海岸大部分的年平均波浪功率密度為2-7kW/m。
[$page] 全世界波浪能的理論估算值也為109kW量級。利用中國沿海海洋觀測臺站資料估算得到,中國沿海理論波浪年平均功率約為1.3X107kW。但由于不少海洋臺站的觀測地點處于內灣或風浪較小位置,故實際的沿海波浪功率要大于此值。其中浙江、福建、廣東和臺灣沿海為波能豐富的地區。
海流能是指海水流動的動能,主要是指海底水道和海峽中較為穩定的流動以及由于潮汐導致的有規律的海水流動。海流能的能量與流速的平方和流量成正比。相對波浪而言,海流能的變化要平穩且有規律得多。潮流能隨潮汐的漲落每天2次改變大小和方向。一般來說,最大流速在2m/s以上的水道,其海流能均有實際開發的價值。
全世界海流能的理論估算值約為IQ8kW量級。利用中國沿海130個水道、航門的各種觀測及分析資料,計算統計獲得中國沿海海流能的年平均功率理論值約為1.4X107kW。其中遼寧、山東、浙江、福建和臺灣沿海的海流能較為豐富,不少水道的能量密度為15一30kW/m2,具有良好的開發值。值得指出的是,中國的海流能屬于世界上功率密度最大的地區之一,特別是浙江的舟山群島的金塘、龜山和西候門水道,平均功率密度在20kW/m2以上,開發環境和條件很好。
溫差能是指海洋表層海水和深層海水之間水溫之差的熱能。海洋的表面把太陽的輻射能的大部分轉化成為熱水并儲存在海洋的上層。另一方面,接近冰點的海水大面積地在不到1000m的深度從極地緩慢地流向赤道。這樣,就在許多熱帶或亞熱帶海域終年形成20C以上的垂直海水溫差。利用這一溫差可以實現熱力循環并發電。
全世界海洋溫差能的理論估算值為10“kW量級。根據中國海洋水溫測量資料計算得到的中國海域的溫差能約為1.5X108kW,其中99%在甫中國海。南海的表層水溫年均在26℃以上,深層水溫(800m深處)常年保持在5℃,溫差為2=℃,屬于溫差能豐富區域。
鹽差能是指海水和淡水之間或兩種含鹽濃度不同的海水之間的化學電位差能。主要存在于河海交接處。同時,淡水豐富地區的鹽湖和地下鹽礦也可以利用鹽差能。鹽差能是海洋能中能量密度最大的一種可再生能源
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