新能源技術(shù)05-2海洋能多種發(fā)電技術(shù)-wenkub.com
2025-02-13 13:38 本頁(yè)面
【正文】 我國(guó) 于 1979 年開(kāi)始這方面的研究， 1985 年西安冶金建筑學(xué)院對(duì) 水壓塔系統(tǒng) 進(jìn)行了試驗(yàn)研究，采用半滲透膜法研制了一套可利用干涸鹽湖鹽差發(fā)電的試驗(yàn)裝置。 鹽差發(fā)電的發(fā)展?fàn)顩r 海洋鹽差發(fā)電的設(shè)想是 1939 年由 美國(guó)人 首先提出來(lái)的。 該系統(tǒng)需要采用 面積大而昂貴 的交換膜，發(fā)電成本很高。 蒸汽壓發(fā)電的最顯著的優(yōu)點(diǎn)是 不需要半透膜 ，這樣就不存在膜的腐蝕、高成本和水的預(yù)處理等問(wèn)題。 混合后的海水和淡水與海水比具有較高的壓力，可以在流入大海的過(guò)程中推動(dòng)渦輪機(jī)做功 。例如 大面積的半透膜，和長(zhǎng)距離的攔水壩，投資驚人。先由海水泵向水壓塔內(nèi)充入海水，運(yùn)行時(shí)淡水從半透膜向水壓塔內(nèi)滲透，使水壓塔內(nèi)水位不斷上升，從塔頂水槽溢出，海水 (經(jīng)管道 ) 沖擊水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。 水庫(kù)的水通過(guò)半透膜不斷流入海水中（ 為什么？ ），水庫(kù)水位不斷下降，這樣河水就可以利用它與水庫(kù)的水位差沖擊水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。 關(guān)鍵技術(shù) ： 半透膜技術(shù) 和膜與海水間的 流體交換技術(shù) ， 技術(shù)難點(diǎn) ： 制造 強(qiáng)度足夠 、 性能優(yōu)良 、 成本適宜 的半透膜。 發(fā)生滲透現(xiàn)象時(shí)，若在濃度大的溶液上施加一個(gè)機(jī)械壓強(qiáng)，恰好能阻止稀溶液向濃溶液發(fā)生滲透，則該機(jī)械壓強(qiáng)就等于這兩種溶液之間的 滲透壓 。 海水的鹽差和鹽差能 新能源與分布式發(fā)電 海洋能發(fā)電 據(jù)估計(jì)，假設(shè)只有降雨量大的地域的鹽度差才能利用， 技術(shù)上可利用 的約 30 億千瓦 。 鹽差能 就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(xué)電位差能，是以化學(xué)能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能。 （ 3）建設(shè)難度大。 1980s年代 臺(tái)灣電力公司 和 中科院廣州能源研究所 分別開(kāi)設(shè)進(jìn)行了溫差利用的研究。 1980 年 ， 美國(guó) 在夏威夷建造了一座 1MW 的 實(shí)驗(yàn)裝置。 167。既能產(chǎn)生新鮮淡水，又可減少蒸發(fā)器體積，節(jié)省材料，便于維護(hù)。 閉式循環(huán)系統(tǒng)一提出，就得到廣泛的贊同和重視，成為目前海水溫差發(fā)電的主要形式 。 閉式循環(huán)系統(tǒng) 閉式循環(huán) 系統(tǒng) 用低沸點(diǎn)液體 （如液態(tài)氨） 作為工作介質(zhì) ，所產(chǎn)生的蒸氣作為工作流體。 ③ 需要耗用 巨量 的 溫海水和冷海水 ，耗能嚴(yán)重，發(fā)電量的1/4～ 1/3 消耗于系統(tǒng)本身 。 開(kāi)式循環(huán)系統(tǒng) 開(kāi)式循環(huán)的優(yōu)點(diǎn) 在 發(fā)電 的同時(shí)，還可以獲得很多有用的 副產(chǎn)品 。 蒸汽通過(guò)汽輪機(jī)后 ， 被 冷水泵抽上來(lái)的 深海冷水冷卻 ， 凝結(jié)成淡化水后排出 。 最近，也有研究者提出 根據(jù) 溫差效應(yīng) 利用海水溫差 直接發(fā)電 的設(shè)想。 167。 新能源與分布式發(fā)電 海洋能發(fā)電 全球的海洋溫差能分布 據(jù)有關(guān)研究資料，位于 北緯 45176。 垂直分布 ，都是 隨著深度增加而降低 。 目前這種海流發(fā)電方式還處在原理性研究階段。 當(dāng)海流的力量會(huì)迫使“降落傘”張開(kāi)或收攏。 海流發(fā)電的原理 （ 1）輪葉式海流發(fā)電 原理 和風(fēng)力發(fā)電類似 ，利用海流推動(dòng)輪葉，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)。 哈工大經(jīng)過(guò) 多次樣機(jī)試驗(yàn) ， 2023 年 建成 70kW 實(shí)驗(yàn)電站。 1985 年 美國(guó) 試驗(yàn)了 2 kW小型的海流渦輪機(jī)發(fā)電裝置。 海流發(fā)電的發(fā)展?fàn)顩r 進(jìn)行海流能技術(shù)研發(fā)的國(guó)家，有中、美、英、加、日、意等。 洋流的動(dòng)能非常大，如 佛羅里達(dá)洋流 和 墨西哥洋流 。 167。 海流發(fā)電 海流 ，主要指海底水道和海峽中較為穩(wěn)定的流動(dòng) (洋流 )， 以及由潮汐導(dǎo)致的有規(guī)律的海水流動(dòng) (潮流 )。 2023年， 100千瓦 岸式振蕩水柱式電站建成發(fā)電。 新能源與分布式發(fā)電 海洋能發(fā)電 中國(guó) 也是波浪能研發(fā)的主要國(guó)家之一，在世界上有一定影響。 20 世紀(jì)中葉以來(lái)，波浪能利用得到了越來(lái)越多的關(guān)注和重視。 新能源與分布式發(fā)電 海洋能發(fā)電 （ 8）中國(guó)廣東汕尾 100kW 岸基 OWC 2023 年建成的 100 kW 岸式波力電站，位于廣東省汕尾市遮浪鎮(zhèn)，是一座與并網(wǎng)運(yùn)行的岸式 OWC型波浪能電站。 英國(guó)又開(kāi)始研建 OSPREY 2023，裝機(jī)容量仍為 2MW。安裝了 1臺(tái) 10 kW、 2臺(tái) 50 kW和 2臺(tái) 30 kW的發(fā)電機(jī)組，于1998年完成制造，投放于三重縣外海。 “海明”號(hào)的船身結(jié)構(gòu)海底電纜和錨泊設(shè)計(jì)較成功，但發(fā)電效率令人失望，系統(tǒng)總效率不超過(guò) %。 第一個(gè)“海蛇”波能裝置 2023年 3月完成。 特色：開(kāi)口約 60 m的喇叭形聚波器和長(zhǎng)約 30m的楔形導(dǎo)槽。 代表性波浪能發(fā)電項(xiàng)目 （ 1）英國(guó) 75kW 和 500kW 的 LIMPET 岸式海洋動(dòng)力能源轉(zhuǎn)換器，是一種振蕩水柱型（ OWC）波浪能裝置。 新能源與分布式發(fā)電 海洋能發(fā)電 （ 6）收縮坡道式 在電站入口處設(shè)置喇叭形聚波器和逐漸變窄的楔形導(dǎo)槽，當(dāng)波浪進(jìn)入寬闊一端向里傳播時(shí)，波高不斷地被放大，直至波峰溢過(guò)邊墻，轉(zhuǎn)換成勢(shì)能。 當(dāng)波浪起浮帶動(dòng)整條裝置時(shí)就會(huì)起動(dòng)鉸接點(diǎn)，其內(nèi)部的液壓圓筒的泵油會(huì)起動(dòng)液壓馬達(dá)經(jīng)過(guò)一個(gè)能量平滑系統(tǒng)。 搖擺機(jī)構(gòu)帶動(dòng)內(nèi)部的凸輪 /鉸鏈機(jī)構(gòu)，改變工作液體的壓力，從而帶動(dòng)工作泵，推動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。 167。 新能源與分布式發(fā)電 海洋能發(fā)電 （ 4）蓄能水庫(kù)式 也叫收縮斜坡聚焦波道式， 其實(shí)就是借助上漲的海水制造水位差，然后實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)發(fā)電， 類似潮汐發(fā)電 。 波浪能的轉(zhuǎn)換方式 波浪能的轉(zhuǎn)換方式，大體上可分為四類： — 機(jī)械傳統(tǒng)式 — 空氣渦輪式 — 液壓式 — 蓄能水庫(kù)式 （ 1）機(jī)械傳動(dòng)式 新能源與分布式發(fā)電 海洋能發(fā)電 （ 2）空氣渦輪式 這種裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且以空氣為工質(zhì)，沒(méi)有液壓油泄露的問(wèn)題。 新能源與分布式發(fā)電 海洋能發(fā)電 167。 據(jù)波浪能能流密度和開(kāi)發(fā)利用的自然環(huán)境條件， 首選 浙江、福建沿岸 ，應(yīng)為 重點(diǎn)開(kāi)發(fā)利用地區(qū) ，
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