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新能源发电技术制作人：朱永强, 许郁, 丁泽俊华北电力大学新能源与分布式发电§5海洋能利用与发电技术关注的问题浩瀚的海洋中蕴藏着怎样的能量？海洋中的各种能量都是怎样形成的？大洋中的海流又能否利用？不同深处的海水温差如何转变为电能？咸海水中的盐分和发电有什么联系？海洋能发电的设备有什么特点？海洋能发电的发展状况如何？教学目标了解海洋能资源的形成原因和表现特征，了解海洋能发电的各种方式和相关思路，理解海洋能发电的特点和意义。
新能源与分布式发电海和洋海和洋是有区别的，是不同的概念。
远离陆地的水体部分称为洋，靠近大陆的水体部分称为海。
洋是海洋的主体部分，占海洋总面积的89%。
海是海洋的边缘部分。
某些特殊的海域，还可以称为海峡或海湾。
紧邻大陆边缘的海称为“边缘海”，与大洋之间往往以半岛、岛屿、群岛为界。
例如，亚洲东部日本群岛、琉球群岛、台湾岛和菲律宾群岛一线，东面为太平洋，西面为日本海、黄海、东海等。
介于大陆之间的海称为“地中海”，如最著名的地中海、加勒比海等。
如果地中海伸进一个大陆内部，只有狭窄水道与海洋相通，又称为内海，如渤海、波罗的海等。
§5.1 海洋的概念新能源与分布式发电海洋是地球上广大而连续的咸水水体的总称，是相互连通的，如图5.2所示。
海底地形如图5.3 所示，边缘是浅水的大陆架，中间是深海盆地，海底有高山、深谷及深海大平原。
新能源与分布式发电全球共有四大洋，即太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋；另有54 个海。
地球表面的总面积约5.1 亿平方公里，其中海洋的面积为3.6 亿km 2，占71%，汇集了地球97%的水量。
新能源与分布式发电海洋能源（简称海洋能）海洋能源是海水中蕴藏着的一切的能量资源的总称，通常指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源。
以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在。
除了潮汐能和潮流能来源于太阳和月亮对地球的引力作用以外，其他几种都来源于太阳辐射。
海洋能源又可分为机械能、热能和化学能。
海洋电力发电技术与海洋能源利用海洋能源是世界上最大的可再生能源之一，其中海洋电力发电技术作为其中的重要一环，对于开发利用海洋能源具有重要意义。
海洋电力发电技术以海洋动力、海洋潮汐能、海洋温差能等为资源，通过科学的技术手段将其转化为可用的电能，实现对海洋能源的高效利用。
本文将逐一介绍海洋电力发电技术的发展和相关应用。
一、海洋动力发电技术海洋动力是指由海洋水流的动力产生的能量，在海洋中存在着巨大的水流能量。
利用水流对涡轮机进行推动，使之旋转产生机械能，然后转化为电能，这就是海洋动力发电技术的基本原理。
海洋动力发电技术有多种形式，包括潮汐动力发电技术、海流发电技术、波浪发电技术等。
通过对不同形式的海洋动力进行捕捉和转化，可以实现对海洋能源的高效利用。
潮汐动力发电技术是利用海洋潮汐的规律，通过潮水的进出来驱动涡轮发电机，将机械能转化为电能。
这种技术对于一些潮汐能资源丰富的地区具有重要意义，如英国、法国等。
海流发电技术是利用洋流的动力，通过在洋流中布设涡轮发电机，使之转动产生电能。
这种技术适用于洋流较强的海域，如北大西洋洋流、日本海流等。
波浪发电技术是利用海浪的能量，通过浮子或涡轮式设备，将波浪的起伏转化为机械能，进而发电。
这种技术适用于波浪较为强劲的海域，如太平洋、大西洋等。
二、海洋潮汐能发电技术潮汐能是指由海洋潮汐运动所具有的动能，其中潮汐能发电技术是利用潮汐运动的特点来发电。
潮汐能可以分为单向潮、规潮和逆潮三种类型，每一种类型的潮汐能发电技术都有其独特的应用场景。
单向潮波能发电技术是指通过筏式装置将潮汐水流从一个方向引导到涡轮发电机上，实现能量转化。
这种技术适用于单向潮汐能资源较为充足的地区，具有一定的经济效益。
规潮能发电技术是指通过对规模较大的潮汐泄涌湖、滩涂、海峡等地的水位差进行有效利用，实现潮汐能向电能的转化。
这种技术利用了潮汐规律的特点，适用于规模较大的潮汐湖泊地区。
逆潮能发电技术是指通过对逆潮现象进行利用，将潮汐涌动的水流引入涡轮发电机中，实现潮汐能向电能的转化。
第三节大海能的开发利用教课目的：1.认识大海能的基本特色。
2.认识潮汐能和波涛能等大海能发电的条件及其发展远景。
教课过程：一、大海能的种类与特色1．种类：大海能包含潮汐能、温差能、盐差能、海流能和波涛能。
广义的大海能还包含大海上空的风能，大海表面的太阳能和大海生物能等。
要点为潮汐能及波涛能的开发利用。
2．特色总量大、密度小：地球上71%的面积被海水覆盖，所以拥有巨大的大海能，可是单位面积、单位体积上所拥有的能量较小。
可重生：大海能根源于太阳辐射能与天体间的万有引力，如：潮汐能，这类能源是取之不尽、用之不断的。
污染小：大海能为洁净能源，在环境问题突出的今日，开发利用洁净能源是一条必经之路。
时空散布不均：大海能因地而异，同时存在着显然的日变化、月变化、年变化。
典例1 波涛能量巨大，散布宽泛，自古吸引着人们对其加以利用，据此回(1)～(2)题。
(1)以下有关波涛能的特色，正确的选项是( )①洁净②可重生③分别④发电量稳固A．②③④B．①②③C．①②④D．②④(2)波力电站的建设，说了然( )．当古人类被“能源危机”困扰B．新能源在我国能源花费构成中的比重会愈来愈大C．能源资源散布宽泛，因此它对工业布局的地区限制会愈来愈大D．不论夏天仍是冬天，这里的风波都是最大的答案(1)B (2)B分析波涛能是大海能的一种，是一种可重生、洁净但较分别的能量，波力电站建成将改良我国能源构成，提升新能源在能源总量中的比重。
变式练习1当前从发展趋向来看，大海能势必成为哪些国家的重要能源之一( )．沿海国家B．发达国家C．全部能源紧缺的国家D．部分沿海发达国家二、大海能开发利用的远景1．潮汐能及利用：潮汐能是人类认识和利用最早的一种大海能。
(1)散布：主要散布在一些浅窄的海湾、海峡和河口地区。
(2)潮汐发电的条件：潮差足够大；海岸能够积蓄大批的海水；能够进行土建施工等。
(3)我国的潮汐电站：顺德、东湾、乳山、崇明等。
2．波涛能及利用(1)长处：在最耗资能源的冬天，能够利用的波涛能最大；海面很少沉静，波浪随时能够利用。
第三节海洋能的开发利用教学目标：1.了解海洋能的基本特点。
2.了解潮汐能和波浪能等海洋能发电的条件及其发展前景。
教学过程：一、海洋能的种类与特点1．种类：海洋能包括潮汐能、温差能、盐差能、海流能和波浪能。
广义的海洋能还包括海洋上空的风能，海洋表面的太阳能和海洋生物能等。
重点为潮汐能及波浪能的开发利用。
2．特点总量大、密度小：地球上71%的面积被海水覆盖，因此具有巨大的海洋能，但是单位面积、单位体积上所拥有的能量较小。
可再生：海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力，如：潮汐能，这种能源是取之不尽、用之不竭的。
污染小：海洋能为清洁能源，在环境问题突出的今天，开发利用清洁能源是一条必经之路。
时空分布不均：海洋能因地而异，同时存在着明显的日变化、月变化、年变化。
典例1波浪能量巨大，分布广泛，自古吸引着人们对其加以利用，据此回答(1)～(2)题。
(1)下列有关波浪能的特点，正确的是( )①清洁②可再生③分散④发电量稳定A．②③④B．①②③C．①②④D．②④(2)波力电站的建设，说明了( )A．目前人类被“能源危机”困扰B．新能源在我国能源消费构成中的比重会越来越大C．能源资源分布广泛，因而它对工业布局的地域限制会越来越大D．无论夏季还是冬季，这里的风浪都是最大的答案(1)B (2)B解析波浪能是海洋能的一种，是一种可再生、清洁但较分散的能量，波力电站建成将改善我国能源构成，提高新能源在能源总量中的比重。
变式练习1 目前从发展趋势来看，海洋能必将成为哪些国家的重要能源之一( )A．沿海国家B．发达国家C．所有能源紧缺的国家D．部分沿海发达国家二、海洋能开发利用的前景1．潮汐能及利用：潮汐能是人类认识和利用最早的一种海洋能。
(1)分布：主要分布在一些浅窄的海湾、海峡和河口区域。
(2)潮汐发电的条件：潮差足够大；海岸能够储蓄大量的海水；可以进行土建施工等。
(3)我国的潮汐电站：顺德、东湾、乳山、崇明等。
2．波浪能及利用(1)优点：在最耗费能源的冬季，可以利用的波浪能最大；海面极少平静，波浪随时可以利用。
海洋能发电相关技术
海洋能发电是一种利用海洋能源进行电力生产的技术。
海洋能源的利用具有广阔的前景和巨大的潜力，可以为人类提供可持续的、清洁的能源来源。
在海洋能发电技术中，常用的方法有潮汐能发电、海浪能发电和海洋温差能发电等。
潮汐能发电是利用海洋潮汐差异产生的动能将涡轮机转动，进而驱动发电机发电的过程。
潮汐能是一种可预测的能源，可以为沿海地区提供稳定的电力供应。
目前，潮汐能发电已经在一些国家得到了广泛的应用，取得了良好的效果。
海浪能发电是利用海浪的波动运动产生的机械能，通过波浪能转换装置将其转换为电能。
海浪能具有周期性和不断性的特点，可以为沿海地区提供持续稳定的能源供应。
海浪能发电技术相对成熟，但在实际应用中还面临一些技术和经济上的挑战。
海洋温差能发电是利用海洋表层水温和深层水温之间的温差差异驱动发电机发电的技术。
海洋温差能发电具有稳定可靠、无污染、可持续利用等优点，在海洋能发电技术中具有重要的地位。
目前，海洋温差能发电技术还处于研究和试验阶段，但已经取得了一些进展。
海洋能发电技术的发展离不开科技创新和政府支持。
随着科技的进步和经济的发展，海洋能发电技术将逐渐成熟并得到更广泛的应用。
海洋能发电不仅可以为人们提供清洁的能源，还可以促进经济的可
持续发展，推动能源结构的转型升级。
在未来，海洋能发电有望成为人类能源领域的重要组成部分。
随着技术的不断创新和进步，海洋能发电的效率将得到提高，成本将进一步降低，为人类提供更加可靠、清洁和可持续的能源供应。
相信通过大家的努力，海洋能发电技术一定会取得更大的突破，为人类创造更美好的未来。
能源行业中的海洋能发电技术使用教程及应用随着全球对可再生能源的需求不断增加，海洋能发电技术作为一种环保、持久且广阔的能源资源引起了广泛关注。
海洋能源是指利用海洋潮汐、波浪、温差和海流等能量源来产生电力的一种技术。
本文将介绍海洋能发电技术的不同类型及其应用。
1. 潮汐能发电技术潮汐能发电技术利用潮汐能将海水的动能转换为电能。
潮汐能发电厂主要有两种类型：潮流发电厂和潮汐势能发电厂。
潮流发电厂通过利用潮汐水流的动能直接驱动涡轮机发电。
潮汐势能发电厂则利用海水的势能差来产生电能。
这两种技术相辅相成，能够实现稳定、可预测的发电。
2. 波浪能发电技术波浪能发电技术利用海上波浪的能量转换为电能。
常见的技术包括浮动式波浪能转换器和压力式波浪能转换器。
浮动式转换器通过将波浪推动的浮标上下移动来产生机械能，再经过涡轮机将机械能转换为电能。
压力式转换器则利用波浪的压力力量来直接产生电能。
这些技术有效地利用了海洋波浪的动能，具有高效、可持续的特点。
3. 温差能发电技术温差能发电技术利用海水的温差差异转换为电能。
这种技术基于温差对流效应，通过利用海水与低温和高温工质间的热量差异来驱动发电机。
温差能发电技术利用了海洋深水与浅水之间的温差，因此可以在更深的海域进行应用。
4. 海流能发电技术海流能发电技术利用海洋中的潮流和洋流来产生电能。
这些技术包括浮动式和固定式设备。
浮动式设备通过利用海流的动能来驱动涡轮机，进而产生电能。
固定式设备则利用海流的动力将涡轮机产生的机械能转换成电能。
海流能发电技术具有稳定可靠的特点，可以在海洋深水和浅水区域都进行应用。
海洋能发电技术的应用将带来可持续、环保的能源供应，同时也有助于减少对传统化石能源的依赖。
以下是一些海洋能发电技术在现实中的应用案例：1. 英国斯旺西海峡潮汐发电厂位于英国威尔士斯旺西海峡的潮汐能发电厂是世界上最大的潮汐发电厂之一。
该发电厂通过潮汐流动来带动群岛型涡轮设备转动，并产生电能。
海洋能源利用与发电技术的研究海洋是地球上最丰富的能源资源之一，它包含了风能、潮汐能、浪能、温差能等各种形式的能源。
随着对传统能源的需求日益增长和环境污染的不断加重，海洋能源的利用和开发成为了国际上研究的热点之一。
一、海洋能源的类型1.风能海洋风能是指通过风力装置收集的海洋风能。
相对地面风能而言，海洋风能更加稳定且强度更大，具有广阔的开发前景。
2.潮汐能海洋潮汐能是指利用每日潮汐高潮、低潮的变化差异进行利用，通常采用通过潮汐能发电机或者传统水力发电机等装置将潮汐差动能转化为电能的方法。
3.浪能海洋浪能是指利用海浪的能量进行开发的方法，通常采用浪能发电机等装置将海浪的动能转化为电能。
4.温差能海洋温差能是指利用深海和海面之间的温差差异进行利用，例如深海海水温度较低，海面温度较高，就可以通过热膨胀和热收缩来进行海洋温差能的转化。
二、海洋能源的发电技术1.风能发电技术目前，海洋风电技术的发展比较成熟，主要利用海洋风机进行海洋风能的收集。
海洋风机一般安装在深海中，在海底和海面之间钻开一条通道，可以利用海水运输设备将海洋风机运输到指定的海域。
2.潮汐能发电技术海洋潮汐发电技术比较复杂，需要安装大型的水电站进行利用。
水电站通常会通过潮汐涌动和水位的高低差异来转化潮汐能为电能。
目前，世界上利用海洋潮汐能发电的装置主要分布在英国、加拿大、澳大利亚、新西兰等国家和地区。
3.浪能发电技术海洋浪能发电技术是指利用浪能发电机将海浪的动能转化为电能。
浪能发电机通常分为三种类型：电机型、压气型和液压型。
目前，世界上已经建造了一些大型的海洋浪能发电站，例如命名为“小鱼雷”的英国海洋浪能发电站，可以通过不断收集海浪能，为周围地区提供足够的电力。
4.温差能发电技术海洋温差能发电技术需要通过温差发电机将海水温差差异转化为电能。
目前，海洋温差能的利用还处于探索阶段。
三、海洋能源的前景分析海洋能源被认为是无限、廉价、环保的，可以替代传统的化石燃料，因此具有广阔的前景。
知识窗▏海洋能发电技术海洋能通常是指海洋中蕴藏的可再生能源，主要包括波浪能、潮汐能、风能、海流能、温差能、盐差能等，还有人提出洋流、内波发电。
据世界能源委员会统计，全世界仅沿海地带便于开发的波浪能就有20亿kW，沿岸和近海区的潮汐能17kW。
海洋能具有取之不尽、用之不竭，开发利用不污染环境，不占用陆地等诸多特点。
目前，海洋能的开发已受到不少海洋国家的高度重视，它们投入相当大的人力、物力、财力，研究海洋能开发利用技术，其中有些技术，如风能、潮汐能都已经有成熟的商业化装置，波浪能、温差能正处于试验阶段。
下面就展开谈谈有关风能、潮汐能、波浪能及温差能等四种正在趋于成熟中的海洋能。
⒈ 风能国内风能从刚开始起步时的补充能源，变成现在的替代能源，是中国发展最快的绿色能源。
在我国陆地风电场建设快速发展的近些年，人们已经注意到陆地风能利用所受到的一些限制，将目光逐渐转向了风速大、风向较稳定的海上风能。
根据国内外已经建成的海上风电场投资比例及一些研究成果，风机基础约占风电场总成本的20%～30%，是造成海上风电成本较高的原因之一。
当然建设海上风电也有几大优点，主要是：①海上吹程长，摩擦力小，风速大。
大家知道能量和速度的二次方成正比，如果海上风速是陆地上的1.5倍，输出功率则是2倍多。
②采用海上运输能吊装更大的机组，因此海上可以安装更大型的装置。
③近海风场往往距离沿海人口密集地区较近，减少了电力运输的损耗。
④不会占用陆地的宝贵资源，尤其是西欧、东亚的沿海人口密集地区。
工程设计上，海上风电和陆上风场相差不大，仍然是座底式的为主，尤其是浅水的风机。
上图是几款座底式风机的示意图，其概念其实都来源于海上石油平台几种浮体形式，将浮体水动力、锚泊系统力和上部风力荷载耦合起来。
当水深深于50m时，座底式的就不经济了，漂浮式风力发电机则成了主流。
在浮式风机研究方面，日本和欧美是走在前列的。
当然，从动力学角度，漂浮式风机支架存在一些技术上的问题尚需解决，主要为：①风电机和海浪引起的波动最小化；②设计过程中的额外复杂性，包括支架结构和风电机之间的连接设备的认识和建模；③电气设备设计和成本，尤其是挠性电缆；④建造、安装和维护程序。
海洋能发电海洋能发电通常指利用海洋中所蕴藏的可再生的自然能源，主要为潮汐能、波浪能、海流能（潮流能）、海水温差能和海水盐差能等的发电技术。
而当前应用在发电技术中的海洋能主要有海洋温差发电、海洋波浪发电及潮汐发电。
一、海洋能简介海洋能源按能量的储存形式可分为机械能、热能和化学能。
其中，潮汐能、海流能和波浪能为机械能，海水温差能为热能，海水盐差能为化学能。
研究海洋能源的成因发现，潮汐能和潮流能来源于太阳和月亮对地球的引力变化，其他基本上源于太阳辐射。
1、潮汐能是指海水涨潮和落潮时时形成的水的势能和动能；2、波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能；3、海流能（潮流能）是指海水流动的动能，主要指海底水道和海峡中较为稳定的流动，以及由于潮汐导致的有规律的海水流动；4、海水温差能是指表层海水和深层海水之间水温之差的热能；5、海水盐差能是指海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的电位差能。
所以，当前应用在发电技术中的海洋能主要有海洋温差发电、海洋波浪发电及潮汐发电。
二、海洋能发电的特点及发展应用前景1、能量蕴藏量大，并且可以再生，无污染据统计，全球可用于发电的海洋能蕴藏量约为1500亿KW，可能开发利用约100亿左右，数量十分可观。
2、能量密度低海水温差能是低热头的，较大的温差也不过20-50°；潮汐能是低水头的，较大潮差为7-10m；潮流能和海流能是低速度头的，最大流速约2m/s；而波浪的密度通常也比常规燃煤电厂热交换器单位时间、单位面积的能量低一个数量级。
3、稳定性比其他自然能源好海水温差能和海流能比较稳定，潮汐能与潮流能的变化也有规律可循。
4、技术难度大由于人类对于海洋世界的了解远不如对陆地的掌握，开发利用海洋能发电的技术难度大，仍然有许多问题正在探索和研究中。
三、海洋能发电的发展趋势基于海洋能发电的特点，当前海洋能发电开发的技术发展总的趋势为：首先，要提高电站的发电能力，即呈现出电站的大规模发展趋势；其次，由于常规能源的有限性，使海洋能的开发利用成为许多沿海国家开发新能源的目标，形成了海洋能发电技术及产品的潜在市场，即呈现出海洋发电技术及产品的商品化；第三，目前海洋能发电的成本还较高，为提高竞争力，必须改进发电技术，降低发电成本，并且要走综合利用海洋能之路。
