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第43章 海洋能简介

第一篇第四十一章海洋能简介

 丰富的海洋能

浩瀚无边的海洋,约占地球表面的71%,它汇集了97%的水量,蕴藏着丰富的能源。随着

陆地资源的不断消耗,人类为获得赖以生存与发展的能源,将越来越依赖于海洋。

海洋能主要包括潮汐能、波浪能、海水温差能、洋流能和盐度差能等。

据权威统计,全世界海洋能的理论可再生量超过760亿千瓦。其中,海水温差能约400亿

千瓦,盐度差能约300亿千瓦,潮汐能大于30亿千瓦,波浪能约30亿千瓦。目前,世界各国

正竞相探索海洋能开发利用技术。

1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,称为潮汐能。

现代潮汐能的利用,主要是潮汐发电。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力发电厂房,通过水轮发电机

组进行发电。

2波浪能

波浪是由于风和水的重力作用形成的起伏运动,它具有一定的动能和势能。

波浪能利用的关键是波浪能转换装置。通常波浪能要经过三级转换:第一级为受波体,

它将大海的波浪能吸收进来;第二级为中间转换装置,它优化第一级转换,产生出足够稳定

的能量;第三级为发电装置,与其他发电装置类似。

值得一提的是,若在海岸边排列几艘大型的波浪能发电装置,不仅可利用波浪发电,而

且还可将它们当作防波堤,起消波作用。

3海水温差能

海水温差能是因深部海水与表面海水的温度差而产生的能量。

首次提出利用海水温差发电设想的,是法国物理学家阿松瓦尔。1926年,阿松瓦尔的学

生克劳德试验成功海水温差发电。

海水温差发电涉及耐压、绝热、防腐材料、热能利用效率等诸多问题,目前各国仍在积

极探索中。

4洋流能

海水不是固定的,它受天体运动和潮水涨落,以及海水温度变化等多种因素的影响,总

是在流动着。川流不息的洋流,就像江河的水流一样,携带着巨大的能量。

洋流的动能非常大,如佛罗里达洋流所具有的动能,约为全球所有河流具有的总能量的

50倍。

5盐度差能

海水中含有大量的矿物盐,海水含盐浓度大于江河水,形成了盐度差。当两种不同浓度

的溶液混合在一起时,淡的溶液就会向浓的方向渗透,直至浓度平衡为止,这种渗透就带有

压差。

研究人员提出了用化学渗透膜隔开浓、淡水,构成盐度差能电站的设想,预计在未来将

取得实质性的突破。

 我国海洋能概况

我国大陆海岸线长达18 00O多公里,有大小岛屿6 96O多个,海岛总面积6 700平方公里,

有人居住的岛屿有430多个,总人口450多万。沿海和海岛既是外向型经济的基地,又是海

洋运输和开发海洋的前哨,并且在巩固国防,维护祖国权益上占有重要地位。

我国海洋能开发已有近40年的历史。20世纪80年代以来,浙江、福建等地为建设若干个大中

型潮汐电站,进行了考察、勘测和规划设计、可行性研究等大量的前期准备工作。总之,我

国的海洋发电技术已有较好的基础和丰富的经验,小型潮汐发电技术基本成熟,已具备开发

中型潮汐电站的技术条件。但是现有潮汐电站整体规模和单位容量还很小,单位千瓦造价高

于常规水电站,建筑物的施工还比较落后,水轮发电机组尚未定型标准化。

我国波力发电技术研究始于20世纪70年代,80年代以来获得较快发展,航标灯浮用微型潮汐

发电装置已趋商品化,现已生产数百台,在沿海海域航标和大型灯船上推广应用。与日本合

作研制的后弯管型浮标发电装置,已向国外出口,该技术属国际领先水平。“八五”科技攻

关项目,总装机容量20千瓦的岸式波力试验电站和8千瓦摆式波力试验电站,均已试建成功

。总之,我国波力发电虽起步较晚,但发展很快。微型波力发电技术已经成熟,小型岸式波

力发电技术已进入世界先进行列。但我国波浪能开发的规模远小于挪威和英国,小型波浪发

电距实用化尚有一定的距离。

潮流发电研究在国际上开始于20世纪70年代中期,主要有美国、日本和英国等进行潮流发电

试验

研究,至今尚未见有关发电实体装置的报道。我国潮流发电研究始于20世纪70年代末,首先

在舟山海域进行了8千瓦潮流发电机组原理性试验。80年代一直进行立轴自调直叶水轮机潮

流发电装置试验研究,目前正在采用此原理进行70千瓦潮流试验电站的研究工作,在舟山海

域的站址已经选定。我国已经开始研建实体电站,但尚有一系列技术问题有待解决。

 中国海洋能开发目标

1.背景

近年来,世界潮汐能的开发利用有了的发展。仅法国、前苏联、加拿大和韩国已经或即将建

成的潮汐电站较大装机容量即达66多万千瓦。

目前,世界潮汐能开发的趋势是偏向大型化,如俄国计划的美晋潮汐电站设计能力

为1 520

万千瓦,图古尔潮汐电站为1 030万千瓦,美国塞文电站为720万千瓦;印度坎贝湾电站为73

6万千瓦。 

我国迄今建成潮汐电站8座,总装机6 120千瓦,其中最大的是浙江

江厦潮汐试验电站,为3 200瓦,1980年开始发电,1985年底5台机组并网发电,单机容量为

500千瓦。实践表明,我国潮汐发电技术已有较好基础。

世界波浪能发电开发研究经过20世纪70年代兴旺、80年代低潮后,近年出现回升势头,其特

点是注

重实际装置的建造和海上运行经验的积累,由最初的大规模利用转向中小型开发,着重向海

岛供电。

我国波力发电发展势头良好。在珠江口大万山岛研制的岸边固定式波力电站第一台3千瓦的

装置1990年已建成,装机20千瓦的波力试验电站可望近期建成。

潮流发电研究我国处于领先地位。

2目标

围绕着研建万千瓦级潮汐电站,解决相关的关键技术问题。结合海岛新能源综合开发利用试

验基地的建设,研制百千瓦级波力发电装置。研究开发实用型的海洋能利用技术。

3.内容

①潮汐电站水轮机组的研究,包括:超低水头大容量潮汐发电机组研制、海中水工建筑形式

和施工技术等。

②海岛新能源综合利用试验基地建设。

③储能、储电技术、温差发电技术研究。