新能源及分布式发电技术-第六章 海洋能发电
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海洋能发电及应用技术方面海洋能是指利用海洋中的资源,通过各种技术手段将其转化为电能或热能的一种可再生能源。
海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能、热能等多种形式,具有巨大的潜力和广阔的开发空间。
在能源短缺和环境污染问题日益凸显的今天,海洋能成为了发展绿色能源和实现可持续发展的重要选择。
首先,潮汐能是利用海洋潮汐的涨落高差来产生能量的一种技术手段。
潮汐能源开发主要包括潮水发电和潮汐动力发电两种形式。
潮水发电是通过建设潮汐发电站,在潮汐涨潮时将海水引入发电机组,利用水流带动涡轮发电产生电能。
潮汐动力发电则是利用潮水引起的水流动能通过涡轮发电机转化为电能。
这两种技术都需要合适的地理环境和科学的工程设计,但可以稳定地产生大量可再生能源,对于稳定供电和减少温室气体排放具有重要意义。
其次,波浪能是指利用波浪的起伏运动来激励发电设备从而产生能量的一种技术手段。
波浪能发电主要通过波浪能发电机将波浪的能量转化为机械能,然后再通过发电机将其转化为电能。
波浪能稳定且持续的特点使其成为了海洋能中重要的一种形式,而且波浪能源密度大,资源分布广泛,具有很高的开发潜力。
目前,波浪能发电技术还处于初步阶段,需要解决材料、结构和成本等方面的问题,但是随着技术的进步和成本的降低,波浪能发电有望大规模应用。
另外,海流能是利用海水流动的动能来产生能量的一种技术手段。
海流能可以通过建立浮式或固定式的涡轮机组来转化为电能。
海流资源丰富,分布广泛,而且稳定性较高,不受季节和天气变化的影响,具有很大的发展潜力。
但是,海流能技术目前还面临着浮动装置的稳定性、材料的耐久性和对海洋生态环境的影响等问题,需要更多的研究和探索。
最后,海洋热能是利用海洋中的温差来产生能量的一种技术手段。
海洋热能发电主要通过建设温差发电站,利用海洋中的冷热季节性温差进行发电。
海洋热能资源庞大,且稳定性较高,可以实现全天候发电,对能源供应的稳定性具有重要意义。
目前,海洋热能技术尚处于研究和试验阶段,需要解决设备成本高、对海洋环境的影响和工程可行性等问题。
海上新能源海上新能源是指利用海洋资源(如海水、潮汐、风能、太阳能等)进行能源开发和利用的一种形式,它是目前世界上开发利用最为广泛的新能源之一。
海上新能源具有资源丰富、绿色环保、稳定可靠等特点,被广泛认为是未来能源发展的重要方向。
海上风电是海上新能源中的一种重要形式。
由于海洋上的风速较陆地上的风速大,海上风电可以获得更充沛的风能资源,因此海上风电的发电效率更高,可以提供更稳定的电力供应。
另外,海上风电利用海洋风力发电机进行发电,不仅没有污染,而且不会占用大量的土地资源,可以有效减少陆地上的环境压力。
例如,世界上第一个商业化的海上风电场位于丹麦,它利用海洋风力发电机发电,每年可以为丹麦提供数十亿千瓦时的电能,相当于数十万家庭的用电量,有效减少了二氧化碳排放,改善了环境质量。
除了海上风电,海水能也是一种重要的海上新能源形式。
海水能是指利用海水中的潮汐和海浪等运动能量进行发电的一种技术。
海水潮汐具有周期性强、稳定可靠的特点,可以预测和计划发电。
目前,世界上一些海域已经建立了海水能发电站,利用潮汐产生的运动能量转化为电能。
海水能发电不仅可以提供可再生能源,而且没有排放污染物,对环境友好。
例如,法国的拉韦利克潮汐电站是世界上最大的海水潮汐发电站,它每年可以为法国提供大量的清洁能源,有效减少碳排放。
此外,海上太阳能也是一种有潜力的海上新能源。
由于海洋上没有遮挡物,光照条件更好,海上太阳能发电的效率较高。
海上太阳能发电可以利用光电池板将太阳能转化为电能,供应给附近的岛屿、沿海地区或海上设施。
海上太阳能发电无需占用大面积陆地资源,而且可以获得更充足的太阳能资源,具有很大的发展潜力。
例如,日本的群马沼津太阳能发电站是世界上最大的海上太阳能发电站,它可以为周边地区提供大量的清洁能源,减少对传统能源的依赖。
综上所述,海上新能源具有资源丰富、绿色环保、稳定可靠等优势,是未来能源发展的重要方向。
海上风电、海水能和海上太阳能等形式的海上新能源已经被广泛开发和利用,在减少碳排放、改善环境质量等方面发挥了重要作用。
21世纪的新能源——海洋之能随着人类文明的进程,渐渐的一些老的能源所显示出来的弊端给如今生活着的人们带来了巨大的影响,大自然的环境越来越糟糕,人们要寻求新的能源来保护我们所生活的环境,来面对我们已经糟糕的自然环境;21世纪有很多的新能源,风能、水能、核能、太阳能,我的论文则是和海洋有关,就是海洋能,海洋一个神秘的世界,海洋里面还有很多是人类还不知道的,和人类还没有想象不到的,所以开发海洋有一定的难度,却又有很大的空间。
海洋能定义与综述海洋能(ocean energy)是海水运动过程中产生的可再生能,主要包括温差能、潮汐能、波浪能、潮流能、海流能、盐差能等。
潮汐能和潮流能源自月球、太阳和其他星球引力,其他海洋能均源自太阳辐射。
海水温差能是一种热能。
低纬度的海面水温较高,与深层水形成温度差,可产生热交换。
其能量与温差的大小和热交换水量成正比。
潮汐能、潮流能、海流能、波浪能都是机械能。
潮汐的能量与潮差大小和潮量成正比。
波浪的能量与波高的平方和波动水域面积成正比。
地球表面积约为5.1×10^8km^2,其中陆地表面积为1.49×10^8km^2占29%;海洋面积达3.61×10^8km^2,以海平面计,全部陆地的平均海拔约为840m,而海洋的平均深度却为380m,整个海水的容积多达 1.37×10^9km^3。
一望无际的大海,不仅为人类提供航运、水源和丰富的矿藏,而且还蕴藏着巨大的能量,它将太阳能以及派生的风能等以热能、机械能等形式蓄在海水里,不像在陆地和空中那样容易散失。
海洋能有三个显著特点1)海洋能在海洋总水体中的蕴藏量巨大,而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。
这就是说,要想得到大能量,就得从大量的海水中获得。
2)海洋能具有可再生性。
海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力,只要太阳、月球等天体与地球共存,这种能源就会再生,就会取之不尽,用之不竭。
新能源论文-海洋能发电海洋能是一种可再生的自然能源,主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能和海水盐差能。
这些能源的开发对于沿海地区和海域的经济发展以及节能减排工作都具有重要意义。
当前应用在发电技术中的海洋能主要有海洋温差发电、海洋波浪发电和潮汐发电。
随着全球能源消费的增长,能源安全和环境问题越来越受到关注。
传统能源的减少和开发难度增大使人类陷入前所未有的能源危机。
大部分传统能源的利用过程伴随着相当程度的污染,严重破坏了人类的生存环境。
因此,开发清洁而安全的新能源是解决目前能源与环境困境的有效办法之一。
海洋能应用技术日趋成熟,为人类在下个世纪充分利用海洋能展示了美好的前景。
海洋能是一种蕴藏在海洋中的重要的可再生清洁能源,更广义的海洋能还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。
海洋能是由太阳能加热海水、太阳月球对海水的引力、地球自转力等因素的影响下产生的,因而是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源。
开发海洋能不会产生废水、废气,也不会占用大片良田,更没有辐射污染,因此,海洋能被称为21世纪的绿色能源。
海洋能在海洋总水体中的蕴藏量巨大,能量密度低而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。
要想得到大能量,就需要从大量的海水中获取。
因此,海洋能的开发需要大量的投资和技术支持。
但是,海洋能是一种洁净的新能源,具有重要的经济和环境价值。
海洋能的开发利用对于沿海地区和海域的经济发展和节能减排工作都具有重要意义。
海洋能是一种具有广阔前景的新能源。
随着高技术的支持和投资的增加,海洋能的应用技术将会不断成熟。
开发利用海洋能将会成为人类在下个世纪的重要任务之一。
海洋能发电一、海洋能的简介在福岛核电厂事故之后,各国纷纷检讨核电政策。
日前德国宣布将于2022年关闭所有核电厂,以其它电力来源替代,未来再生能源发电势必扮演更重要的角色。
在各种再生能源技术当中,海洋能是发展较为迟缓的技术之一,目前各国对于海洋能的利用,仍处于相当初始的阶段。
不过地球有百分之七十一的面积是海洋,海洋能蕴藏量亦相当丰沛,在技术发展日益成熟的情况下,未来海洋能发电可望逐步成为人类重要的能源来源。
本篇将介绍海洋能的技术种类、目前的发展现况、以及未来的展望。
二、海洋能发电的现状与趋势2.1现状海洋能的利用以发电为主,技术种类繁多,现阶段发展较多的四种技术,分别为:⑴利用海洋中的洋流推动水轮机发电之海流发电(Marine Current Power ;(2 利用每天潮流涨落的位能差产生电力之潮汐发电(Tidal Power ;(3利用波浪运动的位能差、往复力或浮力产生动力之波浪发电(Wave Power ;(4利用深层海水与表层海水之温差汽化工作流体带动涡轮机发电之海洋温差发电(Ocean Thermal Energy Conversion ;OTEC。
以下分别介绍各种发电技术。
(1海流发电海流发电系利用海洋中海流的流动动力推动水轮机发电,一般乃于海流流经处设置截流涵洞之沉箱,并于其内设置水轮发电机,并可视发电需要增加多个机组,来进行发电;惟于机组间需预留适当之间隔,以避免紊流互相干扰。
目前国外已经有小规模试运转的案例,然而要达到大规模商用化仍需要一段日。
(2潮汐发电潮汐发电便是利用海潮满潮、退潮所形成的水位落差,来从事发电,在海湾围建堤防和水路,在涨潮时引水入储水池,退潮时将储水放出,每日可发电四次,但当潮汐满潮与退潮高度相差较小,则发电效益较低。
理想具经济效益的潮差至少需要5公尺。
潮汐发电为商用化进展较快的技术,目前已有商用化运转的发电站。
(3波浪发电波浪发电是将海浪动能转换成电能,其运转型式完全依据波浪之上下振动特性而设计,利用稳定运动机制撷取波浪动能,然后再加以利用来发电。
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。
新能源与分布式发电课程教学大纲课程代码:060442002课程英文名称:New energy and distributed generation课程总学时:32 讲课:32 实验:0 上机:0适用专业:电气工程及其自动化大纲编写(修订)时间:2017.11一、大纲使用说明(一)课程的地位及教学目标新能源与分布式发电是电气工程及其自动化专业的一门专业课。
通过学习使学生了解太阳光伏、太阳热能、风能、生物质能、潮汐能、地热能等可再生能源发电及燃料电池发电技术;掌握太阳能利用的多种方式及各自原理和主要设备、风力发电的基本原理和主要设备、潮汐发电的基本原理和潮汐电站的构成、风-光互补发电系统的结构和配置、分布式发电的特点和适用场合等。
(二)知识、能力及技能方面的基本要求通过对该门课程的学习,使学生了解中国的能源现状和中国新能源发电的发展现状,了解可再生能源的生成、特点及利用方法,使学生基本掌握新能源应用研究及分布式发电的技术手段。
(三)实施说明1.教学方法:课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法和设计思路的讲解;引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识,培养学生的自学能力;增加讨论课,调动学生学习的主观能动性。
2.教学手段:本课程属于专业基础课,在教学中采用电子教案及多媒体教学系统等先进教学手段,以确保在有限的学时内,全面、高质量地完成课程教学任务。
(四)对先修课的要求本课程主要的先修课程有电力系统分析、电力电子技术等。
本课程将为新能源技术综合实训以及毕业设计的学习打下良好基础。
(五)对习题课、实践环节的要求1.对重点、难点章节安排习题课,例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识,用以解决实际问题为目的。
2.课后作业要少而精,内容要多样化,作业题内容必须包括基本概念、基本理论及设计计算方面的内容,作业要能起到巩固理论,掌握计算方法和技巧,提高分析问题、解决问题能力,熟悉标准、规范等的作用,对作业中的重点、难点,课上应做必要的提示,并适当安排课内讲评作业。