大工16春《新能源发电》大作业题目-温差发电的利用
- 格式:doc
- 大小:302.00 KB
- 文档页数:10
网络教育学院《新能源发电》课程设计题目:学习中心:层次:专业:年级:年春/秋季学号:学生:辅导教师:康永红完成日期:年月日2015年3月份《新能源发电》课程设计题目五:太阳能的利用综述总则:对各种太阳能利用方式进行对比,考虑的因素包括资源条件、建设成本、发展规划、适用场合等。
撰写要求:(1)简单介绍太阳能利用现状。
(2)太阳能利用方式,包括太阳能热利用、太阳能发电和光化学转换之间的对比。
考虑的因素包括资源条件、建设成本、发展规划、适用场合等。
(3)对太阳能的利用发展趋势的展望。
(4)进行总结。
(5)正文字数2000字符左右。
格式要求:(1)封面格式:大连理工大学网络教育学院(二号,黑体,加粗,居中)《新能源发电》课程设计(二号,黑体,加粗,居中)题目(三号,黑体)学习中心(四号,黑体)层次(四号,黑体)专业(四号,黑体)年级(四号,黑体)学生(四号,黑体)辅导教师(四号,黑体)完成日期(四号,黑体)(2)正文格式:字体:正文全部宋体,小四;行距:固定值22磅;一级标题(三号,黑体,居中)二级标题(四号,黑体,居左)三级标题(小四,宋体,加粗,居左)作业提交:大作业上交时文件名写法为:[姓名奥鹏卡号学习中心](如:戴卫东101410013979浙江台州奥鹏学习中心[1]VIP)以附件形式上交离线作业(附件的大小限制在10M以内),选择已完成的作业(注意命名),点提交即可。
如下图所示。
截止时间:2015年9月2日前。
注意事项:独立完成作业,不准抄袭其他人或者请人代做,如有雷同作业,成绩以零分计!太阳能的利用综述古代人对太阳非常崇拜,世界上许多历史悠久的国家,如埃及、希腊和中国,都有过很多关于太阳的传说。
例如,古代希腊有普罗米修斯盗取天火给予人间的神话故事,古代中国有夸父逐日的神话传说。
世界上最早利用太阳能的国家可能就是中国。
儒家典籍《周礼·秋官司寇》有用“夫燧”向太阳取明火的记载。
说明至少在 3000 多年前的周代,我们的祖先就已经开始利用太阳能了。
大工16秋《新能源发电》在线作业1
1:在沿海地区,由昼夜温度变化造成风向交替变化的是()。
A:信风
B:海陆风
C:山谷风
D:以上选项均不正确
正确答案:B
2:有关光伏发电的优点,以下选项说法不正确的是()。
A:维护简单
B:环境污染少
C:能量连续
D:安装容易
正确答案:C
3:下列选项有关太阳能资源的优点,说法不正确的是()。
A:储量丰富
B:稳定性好
C:分布广泛
D:运行成本低
正确答案:B
4:风力机的风能利用系数的理论最大值是()。
A:0.493
B:0.593
C:0.693
D:0.793
正确答案:B
5:下列关于太阳池的说法不正确的是()。
A:表层为清水
B:底层盐度大
C:热源比较稳定
D:池底向水池表面散热
正确答案:D
6:下列选项中不是可再生能源的是()。
A:水能
B:天燃气
C:太阳能
D:风能
正确答案:B
7:下列能源中,不属于过程性能源的是()。
A:潮汐能
B:风能
C:核燃料
D:海洋能
正确答案:C
8:我国第一个大型风电场是在()建成的。
大连理工大学22春“电力系统自动化技术”《新能源发电》期末考试高频考点版(带答案)一.综合考核(共50题)1.燃料电池是一种直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的发电装置。
()A.正确B.错误参考答案:A2.沼气的主要成分为()。
A.二氧化碳B.氨C.氢D.甲烷参考答案:D3.风能的能流密度比较大。
()A.正确B.错误参考答案:B4.下列选项中属于二次能源的是()。
A.潮汐能B.风能C.生物质能D.电能参考答案:D有关潮汐发电的优点,说法不正确的是()。
A.可循环再生B.变化有规律C.工程简单D.不消耗燃料参考答案:C6.世界第一座风力发电站于1891年在丹麦建成。
()A.正确B.错误参考答案:A7.光伏效应在气体、液体和固体物质中都会发生,但只有在液体材料中才有较高的能量转换效率。
()A.正确B.错误参考答案:B8.双循环发电系统中低沸点工质蒸气压力高,结构紧凑,但成本较高。
()A.正确B.错误参考答案:B9.对于高性能的螺旋浆式风力机来说,风能利用系数一般在()左右。
A.0.35B.0.45C.0.55D.0.59参考答案:B10.目前世界上排名第二位的地热电站是()。
A.盖尔瑟斯地热电站B.蒂维地热电站C.塞罗普列托地热电站D.拉德瑞罗地热电站参考答案:B11.根据波高大小,通常将风浪分为5个等级。
()A.正确B.错误参考答案:B12.有关燃料电池的发电特点,说法不正确的是()。
A.能量转换效率高B.污染物排放少C.不受卡诺循环的限制D.设备可靠性低参考答案:D13.氢的核聚变过程中没有放射性。
()A.正确B.错误参考答案:A14.磷酸燃料电池的英文缩写为()。
A.MCFCB.PAFC参考答案:B15.()太阳能热发电系统易于实现较高的工作温度,系统容量大、效率高。
A.塔式B.槽式C.碟式D.以上选项均不正确参考答案:A16.风力机在所有风速下都可以正常工作。
()A.正确B.错误参考答案:B17.最早和最大的太阳能热电站一般都是()太阳能热电站。
大连理工大学22春“电力系统自动化技术”《新能源发电》作业考核题库高频考点版(参考答案)一.综合考核(共50题)1.有关海洋能特点,描述错误的是()。
A.清洁无污染B.稳定性好C.变化没有规律D.能量密度低参考答案:C2.()是潮汐导致的有规律的海水流动。
A.潮汐B.潮流C.波浪D.洋流参考答案:B3.在当今世界能源消费结构中,第四能源为()。
A.煤B.石油C.天然气D.生物质能参考答案:D4.有关飞轮储能的特点,描述错误的是()。
A.对环境有污染B.寿命长C.成本高D.储能量大5.通常所说的太阳能利用,是指太阳辐射能的直接转化和利用。
()A.正确B.错误参考答案:A6.双循环发电系统中低沸点工质蒸气压力高,结构紧凑,但成本较高。
()A.正确B.错误参考答案:B7.固体氧化物型燃料电池在高温下工作,因此不需要采用贵金属作为催化剂。
()A.正确B.错误参考答案:A8.与直接液化相比,热解可以生产出物理稳定性和化学稳定性都更好的液体产品。
()A.正确B.错误参考答案:B9.丹麦是世界上使用风能比例最高的国家。
()A.正确B.错误参考答案:A生物质能可以被认为是广义太阳能的一种表现形式。
()A.正确B.错误参考答案:A11.燃料电池系统的外围装置中不包括()。
A.水管理系统B.燃料电池本体C.氧气供应系统D.控制系统参考答案:B12.下列有关风力发电的特点,说法不正确的是()。
A.经济性差B.没有直接的污染物排放C.不需要水参与发电过程D.风力机能引起电磁干扰参考答案:A13.目前世界上排名第二位的地热电站是()。
A.盖尔瑟斯地热电站B.蒂维地热电站C.塞罗普列托地热电站D.拉德瑞罗地热电站参考答案:B14.碱性燃料电池的英文缩写为()。
C.SOFCD.PEMFC参考答案:B15.海流能的能量与流速的平方和流量成反比。
()A.正确B.错误参考答案:B16.有关太阳能资源的优点,说法不正确的是()。
A.储量丰富B.能量连续C.分布广泛D.运行成本低参考答案:B17.氢是最轻的元素,很难高密度地储存。
大工17秋《新能源发电》大作业题目及要求答案(可直接上传)网络教育学院《新能源发电》课程设计题目:太阳能的利用综述学习中心:层次:专业:年级:年季学号:学生:辅导教师:康永红完成日期:年月日太阳能的利用综述中国蕴藏着丰富的太阳能资源,太阳能利用前景广阔。
目前,我国太阳能产业规模已位居世界第一,是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家和重要的太阳能光伏电池生产国。
我国比较成熟的太阳能产品有两项:太阳能光伏发电系统和太阳热水系统。
一、太阳能利用现状新能源是二十一世纪世界经济发展中最具有决定力的五大技术领域之一。
太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源。
在新实际中,各国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。
而光伏发电具有安全可靠、无噪声、无污染、制约少、故障率低、维护简便等优点,在我国西部广袤严寒、地形多样和居住分散的现实条件下,有着非常独特的作用。
1、国内外太阳能利用概况1.1国外现状常规能源资源的有限性和环境压力的增加,使世界上许多国家重新加强了对新能源和可再生能源技术发展的支持。
近几年,国际光伏发电迅猛发展。
国际光伏发电正在由边远农村和特殊应用向并网发电和与建筑结合供电的方向发展,光伏发电已由补充能源向率提高到15%以上,系统造价和发电成本已分别降至4美元/峰瓦和25美分/度电;在太阳热利用方面,由于技术日趋成熟,应用规模越来越大,仅美国太阳能热水器年销售额就逾10亿美元。
太阳能热发电在技术上也有所突破,目前已有20余座大型太阳能热发电站正在运行或建设。
1.2国内现状煤炭巨量消费已成为我国大气污染的主要来源。
我国具有丰富的太阳能、风能、生物质能、地热能和海洋能等新能源和可再生能源资源,开放利用前景广阔。
太阳能光伏发电应用始于70年代,真正快速发了七条太阳电池生产线,使我国太阳电池的生产能力从1984年以前生产200千瓦跃到1988年的4.5兆瓦。
目前太阳电池主要应用于通信系统和边远无电县、无电乡村、无电岛屿等边远偏僻无电地区,年销售约1.1兆瓦,成效显著。
大连理工大学22春“电力系统自动化技术”《新能源发电》作业考核题库高频考点版(参考答案)一.综合考核(共50题)1.太阳能、水能、风能、海洋能、地热能和生物质能均为不可再生能源。
()A.正确B.错误参考答案:B2.下列选项()是可再生能源。
A.煤B.石油C.天然气D.生物质能参考答案:D3.光伏发电输出的电能一般是交流电。
()A.正确B.错误参考答案:B4.下列选项中,属于过程性能源的是()。
A.化石燃料B.风能C.生物质能D.核能参考答案:B有关分布式发电的特点,描述错误的是()。
A.能源利用效率低B.输配电简单C.污染少D.运行灵活参考答案:A6.对于高性能的螺旋浆式风力机来说,风能利用系数一般在()左右。
A.0.35B.0.45C.0.55D.0.59参考答案:B7.燃料电池是一种直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的发电装置。
()A.正确B.错误参考答案:A8.下列选项中,()不属于燃料电池发电的特点。
A.噪声小B.效率低C.污染少D.资源广泛参考答案:B9.波浪能是各种海洋能源中能量最稳定的。
()A.正确B.错误10.有关生物质能的特点,说法不正确的是()。
A.可循环再生B.不可以运输C.资源分散D.大多来自废物参考答案:B11.1881年,美国的爱迪生建成世界上第一个发电站,同时还研制出电灯等实用的用电设备。
()A.正确B.错误参考答案:A12.通常所说的太阳能利用,是指太阳辐射能的直接转化和利用。
()A.正确B.错误参考答案:A13.下列选项中属于二次能源的是()。
A.潮汐能B.风能C.生物质能D.电能参考答案:D14.冰岛是发展地热采暖最早也是最成功的国家。
()参考答案:A15.()是发展最早、研究最多也是目前最成熟的波浪能利用装置。
A.振荡水柱式B.摆式C.海蛇式D.收缩坡道式参考答案:A16.可再生能源可以循环使用,能够有规律地不断得到补充的能源。
()A.正确B.错误参考答案:A17.超低温保存技术是目前利用超导储能的瓶颈。
大工15 春《新能源发电》在线作业 2 单选题判断题
一、单选题(共10 道试题,共50 分。
)
1. 按形成和发展的过程,海浪主要可以分为风浪、()、近岸浪三种类型。
A. 大浪
B. 巨浪
C. 涌浪
D. 狂浪
-----------------选择:C
2. 潮汐导致的有规律的海水流动称为()。
A. 洋流
B. 潮流
C. 波浪
D. 以上选项均不正确
-----------------选择:B
3. 利用地下热水来加热某种低沸点工质,使其产生具有较高压力的蒸汽并送入汽轮机工作的发电技术是()。
A. 闪蒸地热发电
B. 联合循环地热发电
C. 双循环地热发电
D. 干热岩地热发电
-----------------选择:C
4. 到达高潮后,海面会有短时间不涨不落的现象,此时的潮位称为()。
A. 高潮低
B. 低潮高
C. 高潮高
D. 低潮低
-----------------选择:C
5. 单库双向潮汐电站,每昼夜发电()次。
A. 1
B. 2。
大工16秋《新能源发电》在线作业21:湿蒸汽型和热水型闪蒸地热发电系统的差别在于()的不同。
A:工质B:容器C:沸点D:蒸汽的来源或形成方式正确答案:D2:19世纪末,()工程师布洛克曾提出在易北河下游兴建潮汐能发电站的设想。
A:德国B:美国C:法国D:印度正确答案:C3:有关海洋能特点,描述错误的是()。
A:清洁无污染B:稳定性好C:蕴藏量低D:能量密度低正确答案:C4:()方法也可以称为低沸点工质法。
A:闪蒸地热发电B:联合循环地热发电C:双循环地热发电D:干热岩地热发电正确答案:C5:到达高潮后,海面会有短时间不涨不落的现象,此时的潮位一般称为()。
A:高潮低B:低潮高C:高潮高D:低潮低正确答案:C6:单库双向潮汐电站,每昼夜发电()次,平均每天发电可到约16小时。
A:1B:2C:4D:8正确答案:C7:由潮汐导致的有规律的海水流动称为()。
A:洋流B:潮流C:波浪D:潮汐正确答案:B8:目前世界上最大的地热电站是美国的()。
A:拉德瑞罗地热电站B:蒂维地热电站C:塞罗普列托电站D:盖尔瑟斯地热电站正确答案:D9:海浪按形成和发展的过程分类,可以分为风浪、()、近岸浪三种类型。
A:大浪B:巨浪C:涌浪D:狂浪正确答案:C10:有关潮汐发电的优点,下列选项说法不正确的是()。
A:可循环再生B:变化有规律C:工程简单D:不消耗燃料正确答案:C11:我国的黄海多数海区属于全日潮海区。
A:错误B:正确正确答案:A12:农历每月的初一,太阳潮和太阴潮同时同地发生,就形成大潮。
A:错误B:正确正确答案:B13:不同地热田的热水和蒸汽的化学成分基本上相同。
A:错误B:正确正确答案:A14:潮汐能电站是综合的建设工程,主要由拦水堤坝、发电厂和水闸三部分组成。
A:错误B:正确正确答案:B15:海流能的能量与流速的平方和成反比。
A:错误B:正确正确答案:A16:海是海洋的边缘部分。
A:错误B:正确正确答案:B17:双循环发电系统中低沸点工质蒸气压力低,结构紧凑,但成本较高。
大工2019秋季大作业网络教育学院《新能源发电》课程设计题目:题目一:风力发电技术学习中心:层次:专业:年级:年春/秋季学号:学生:辅导教师:康永红完成日期:年月日大工19秋《新能源发电》大作业及要求题目一:风力发电技术总则:风力发电是一种技术最成熟的可再生能源利用方式,发电机是风力发电机组中将风能转化为电能的重要装置,控制技术是风力机安全高效运行的关键。
撰写要求:(1)介绍风力发电发展的现状。
(2)比较各种风力发电机的优缺点。
(3)介绍相关风力发电控制技术。
(4)对风力发电技术发展趋势的展望。
(5)正文字数2000字符左右。
风力发电技术摘要:随着现代工业的飞速发展,人类对能源的需求明显增加,而地球上课利用的常规能源日趋匮乏。
据专家预测:煤炭还可以开采221年、石油39年天然气只能用60年,如何能够实现能源的可持续发展?唯一的出路就是有计划地利用常规能源、节约能源、开发新能源和可再生能源。
目前电能产生主要靠火力发电,但火力发电产生大量污染,为减少对大气的污染,实现能源的可持续发展,世界各国都积极发展风力发电,可以预见在今后10年,风力发电必将成为世界各国更加重视和重点开发的能源之一。
一、风力发电技术概念风能利用具有悠久的历史,而将其用于发电却只有100多年时间。
1887~1888年冬,美国人布拉什安装了一台被现代人认为是一台自动运行的且用于发电的力机。
这台发电机仅为12kW,却是庞然大物——叶轮直径足有17m,有144个由雪松木制成的叶片。
风力机运行了20年,用来给他家地窖里的蓄电池充电。
1891年由丹麦P.L.Coat教授设计建站的采用蓄电池充放电方式供电,并获得试验成功和推广,是世界上第座风力发电试验站。
直至1910年,丹麦已建立起一百座5kW~25kW的世界上最早的风.力发电站,在十九世纪束,丹麦就拥有工业用风力机2500多台,提供2942×410W的动力,还有4600多台的农用风力机,其后,小型风力发电机在世界各国得到了迅速发展,到二十世纪三十年代各国相继开始研制中型、大型风力发电机,1939年美国研制成功额定功率为1250kW的风力发电机,其设计风速为13.4m/S,凰轮直径为53.3M,塔高45m,安装在山高为610m的佛蒙特州的拉特兰的格兰德帕圆顶山上,这是一座当时世界容量最大的卧轴风力发电站。
一、单选题(共 10 道试题,共 50 分。
)1. 下列选项有关无汇流母线的主接线的特点,说法不正确的是()。
A. 使用的开关电器少B. 配电装置占地面积大C. 没有母线故障和检修问题D. 投资较小满分:5 分2. 下列选项()属于补偿设备。
A. 断路器B. 消弧线圈C. 隔离开关D. 熔断器满分:5 分3. 有关大电流分相封闭母线的特点,说法不正确的是()。
A. 母线散热条件较好B. 有色金属消耗量增加C. 安装和维护的工作量小D. 外壳产生损耗满分:5 分4. 目前全国最大的核电站是()电站。
A. 江苏田湾B. 山东邹县C. 三峡D. 白山满分:5 分5. 有关减少钢构损耗和发热的措施,说法不正确的是()。
A. 断开载流导体附近的钢构闭合回路并加上绝缘垫B. 采用电磁屏蔽C. 采用分相封闭母线D. 增强钢构表面磁场强度满分:5 分6. 热量从高温物体以热射线的方式传至低温物体的过程,称为()。
A. 对流B. 辐射C. 导热D. 以上选项均不正确满分:5 分7. 有关提高导体载流量的措施,说法不正确的是()。
A. 采用电阻率大的材料B. 减小导体电阻C. 采用强迫冷却D. 提高换热系数满分:5 分8. 有关分段单母线接线的特点,说法不正确的是()。
A. 减小了停电范围B. 灵活性好C. 增加了设备的占地面积D. 两母线段只能并列运行满分:5 分9. 有关双母线接线的特点说法不正确的是()。
A. 配电装置复杂B. 供电可靠C. 运行方式不灵活D. 扩建方便满分:5 分10. 下列选项()是二次设备。
A. 继电保护装置B. 电动机C. 变压器D. 开关电器满分:5 分二、判断题(共 10 道试题,共 50 分。
)1. 风能属于可再生能源,又是一种过程性能源,不能直接储存。
A. 错误B. 正确满分:5 分2. 当只有两台主变压器和两回输电线路时,采用单元接线,所用断路器数量最少。
A. 错误B. 正确满分:5 分3. 一台半断路器接线又可以称为3/2接线。
网络教育学院 《新能源发电》课 程 设 计
题 目: 温差发电的利用 学习中心: 奥鹏学习中心 层 次: 本科 专 业: 电气工程及其自动化 年 级: 学 号: 学 生: 辅导教师: 康永红 完成日期: 2016年 05月26日 温差发电的利用 海洋是全世界最大的太阳能收集器,6000万平方千米的热带海洋一天吸收的太阳辐射能,相当于2500亿桶石油的热能。如果将这些热量的1%转化成电力,也将相当于有140亿千瓦装机容量,是美国当今发电能力的20倍以上。海水温差发电,是以一种混合化学液体作为介质,输出功率是以前的1.l-1.2倍。一座3000千瓦级的电站,每千瓦小时的发电成本只有0.6元以下,比柴油发电价格还低。人们预计,利用海水温差发电;如果能在一个世纪内实现,可成为新能源开发的出发点。 海水温差发电,1930年在法国首次试验成功,但当时发出的电能还不如耗去的电力多,因此,没有付诸实施。现在,许多国家都在进行海水温差发电研究。
1. 海洋温差发电技术发展现状 1.1国外研究现状 利用海洋温差产生电力的理论研究和技术研究已有120多年的历史,特别是在上世纪70年代的全球能源危机时期尤其得到重视,近年来研究更是取得了实质性进展。在热带海洋地区大约有6000万平方公里适宜发展海洋温差发电,利用海洋温差发电将能产生目前世界能源需求几倍的发电量。目前,美、印、日等国都建有海洋温差发电站。 利迄今为止,海洋温差发电技术的研究在热动力循环的方式、高效紧凑型热交换器、工质选择以及海洋工程技术等方面均已取得长足的发展,很多技术已渐趋成熟。 1)系统方面以闭式循环最为成熟,已经基本上达到商业化水准。开式循环的主要困难是低压汽轮机的效率太低。工质是闭式循环必须考虑的关键因素。仅从性能角度出发,氨和R22是较为理想的工质,但从环保角度考虑,寻求新工质的努力仍在进行。 2)热交换器是海洋温差发电系统的关键设备,它对装置的效率、结构和经济性有直接的重要影响。热交换器性能的关键是它的型式和材料。钛的传热及防腐性能良好,但是价格过于昂贵。美国阿贡国家实验室的研究人员发现,在腐蚀性暖海水环境下,改进后的钎焊铝换热器寿命可以达到30年以上。板式热交换器体积小,传热效果好、造价低,适合在闭式循环中采用。 3)最新的洛伦兹循环有机液体透平能20~22℃温差下工作,适用于闭式循环装置中。洛伦兹循环的T-S图如图1.1所示。它的热效率和输出功率均小于在温海水进口温度和冷海水进口温度下的卡诺循环(图1.1上T1和T4之差),而等于温海水进出口平均温度和冷海水进出口平均温度下的卡诺循环(图上T2和T3之差)。洛伦兹循环由两个等温过程和两个多变过程组成,是变温条件下的理想循环,它与卞诺循环都是可逆循环,但比后者更接近实际。选择合适的工质,使工质与热源温度变化保持一致且温差最小,便得到接近洛伦兹循环的实际循环。洛伦兹循环的特点是热效率高且接近实际工程,其透平采用两种以上氟利昂混合物作为工质,并配以适合的换热器。
图1.1 洛伦兹循环的T-S 4)海洋温差发电有岸基型和海上型两类。岸基型把发电装置设在岸上,把抽水泵延伸到500~1000 m或更深的深海处。日本1981年11月在瑙鲁修建的一座功率为100KW的岸基发电站即采有一条外径0.7m,长950m的聚乙烯管深入到580m的海底抽取冷海水。海上型是把吸水泵从船上吊下去,发电机组安装在船上,电力通过海底电缆输送。海上型又分成浮体式(包括表面浮体式、半潜式、潜水式)、着底式和海上移动式三类。1979年在夏威夷建成的“mini-ITEC”发电装置就安装在一艘海军驳船上,利用一根直径0.6 m、长670m的聚乙烯冷水管垂直伸向海底吸取冷水。 1973年石油危机以后,海洋温差能的研究工作开始取得实质性进展。1979年美国在夏威夷西部海岸建成了一座mini-OTCE发电装置,额定功率50KW,净功率15KW。这是世界上首次从海洋温差能获得有实用意义的电力。太平洋高技术国际研究中心(PICHTR)于1991年11月开始在夏威夷进行开式循环发电试验,并于1993年4月建成发电功率210KW,净输出40~50 KW,并产生淡水的装置。PICHTR还开发了利用冷海水进行空调、制冷及海水养殖等附属产业,在热带岛屿显示出良好的市场前景。日本在海洋温差能研究开发方面投资力度很大,并在海洋热能发电系统和换热器技术方面领先于美国,迄今共建造3座海洋温差试验电站,均为岸基式。 印度政府将海洋温差能作为未来的重要能源之一进行开发,1997 年印度国家海洋技术研究所于日本佐贺大学签订协议,共同进行印度洋的海洋温差发电的开发,并准备在印度国内投资建立商业化的OTEC系统。2010年,在印度东南部海上运转成功了世界上第一套1MW 海洋温差发电实验装置。温差能发电系统还可以通过制氢后将氢气输送回大陆,解决了以往海上电力敷设需巨大投资的问题,随着能源紧缺和对可再生能源的日益重视,以及氢能源需求日益加大,使得开展海洋温差能的研究重新活跃,美国、日本、印度继续加大对海洋温差能的研究和资金投入。佐贺大学海洋能源研究中心在2002 年被“21世纪 COH 计划”选中后,在2003年建成了新的实验据点——伊万里附属设施。目前正在利用 30KW的发电装置进行实证性实验。如果再配上海水淡化装置的话,在发电的同时能得到淡水和深层水,它们可以作为矿泉水来饮用。电解后还能得到燃料电池用的氢。富有养分的深层水回灌海洋后还能形成新的鱼场。 海洋温差发电的很大优点是不仅能发电,在经济上还能带动很多相关产业。 2012年,印度Kavaratti 岛海水温差淡水生产设备,利用海水温差进行海水淡化满足了岛上淡水的需要。 日本的日立造船和里见产业在印度试验海水温差发电,拟试验成功后推广用于发动机冷却水和海水的温差发电,以供船用发电设备。这样不产生CO2,大型化后使发电成本可达核电水平,是有发展前途的发电方式。由于此技术适于在表层海水温度高的地区实施,印度政府利用 1000 千瓦级发电试验为发展2 万~5 万千瓦机组打下基础。若规模达 10 万千瓦时,单位发电成本可比火电低和核电水平相当。 美国洛克希德公司与美国能源部签署了建造一个由玻璃纤维与合成材料建造的管道原型合同。2013 年与美国海军研究用温差能解决关岛上海军陆战队用电和淡水的问题。 美国洛克希德•马丁公司在夏威夷的Big Island建造一座海洋温差发电站,这座发电站的装机容量可达10兆瓦。在2015年左右将继续建造100兆瓦级的大型电站。洛克希德•马丁公司在海洋温差发电系统方面共拥有6项专利。法国DCNS公司在2010年11月建设海洋热能转换(OTEC)试点工厂,在2015年提供10兆瓦稳定的输出。
1.2 国内温差发电技术的发展 中国的海洋温差能储量比较丰富,但研究工作起步晚。中国海洋温差能源等新能源的开发前景还不容乐观。与发达国家相比,中国在海洋温差发电的开发上还停留在实验室原理性验证阶段,还未建立试验电站。20 世纪 80 年代初,中国科学院广州能源研究所、中国海洋大学和天津国家海洋局海洋技术中心研究所等单位开始温差发电研究。1986年广州研制完成开式温差能转换试验模拟装置,利用30℃以下的温水,在温差20℃的情况下,实现电能转换。1989年又完成了雾滴提升循环实验研究,有效提升高度达 20米,1989年,该研究所还对开式循环过程进行了实验室研究,建造了两座容量分别为10千瓦 和60千瓦的实验台,雾滴提升高度为当时同类设备的最高值。 2004-2005年,天津大学完成了对混合式海洋温差能利用系统理论研究课题,并就小型化试验用200W 氨饱和蒸汽透平进行了研究开发。 国家海洋局第一海洋研究所在“十一五”期间重点开展了闭式海洋温差能利用的研究,完成了海洋温差能闭式循环的理论研究工作,并完成了250W 小型温差能发电利用装置的方案设计。2010 年,承担了 “十一五”科技支撑 “15 千瓦海洋温差能关键技术与设备的研制”课题。 根据《中国新能源与可再生能源1999白皮书》公布的调查统计结果,对130个水道估算统计,我国潮流能理论平均功率为1394万千瓦。我国南海的表层海水温度全年平均值为25~28℃,其中有300多万平方千米海区,上下温差为20℃左右,尤其是南海中部的西沙群岛海域和台湾以东海区,具有日照强烈,温差大且稳定,全年可开发利用,冷水层离岸距离小,近岸海底地形陡峻等优点,开发利用条件良好,科学家研究发现中国近海及毗邻海域的温差能资源理论储量为14.4×1021~15.9×1021J,可开发总装机容量为17.47×108~18.33×108KW ,90% 分布在我国的南海。在我国西沙群岛海域,测得水深30米以内的水温为30℃,而1000米深处便只有5℃,完全适合温差发电。下一步,国家将在政策上给予鼓励和引导,在海洋温差能源利用的基础研究方面,重点研究地温差热力循环过程,建立千瓦级的实验室模拟循环装置,并开展相应的数值分析研究。科学家正在对西沙、南沙诸岛屿温差能资源做开发研究,计划将西沙、南沙诸岛屿作为国家温差能资源的先期开发区。
2.海洋温差发电技术的原理 海洋温差发电(ocean thermal energy conversion简称OTEC)的基本原理是利用海洋表面的温海水加热某些低沸点工质并使之汽化,或通过降压使海水汽化以驱动汽轮机发电。同时利用从海底提取的冷海水将做功后的乏汽冷凝,使之重新变为液体,形成系统循环。 目前有闭式循环系统、开式循环系统、混合式循环系统、直接温差发电等,其中以闭式循环系统较成熟。 1) 闭式循环系统
图2.1 闭式循环温差发电原理图 图2.1为闭式循环温差发电的原理图。工作介质在蒸发器中被表层海水(13~25℃)的热量蒸发后进入涡轮机,并驱动发电机运转。在涡轮机中做了功的工质在凝结器中被深层海水冷却又变成液体,由循环泵再次送入蒸发器。这与