《海洋能的開發(fā)利用》導(dǎo)學(xué)案3

1、海洋能的開發(fā)利用導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1. 了解海洋能的定義。2. 了解潮汐能和波浪能等海洋能發(fā)電的的方式及其發(fā)展前景?！局攸c難點】潮汐能和波浪能等海洋能發(fā)電的優(yōu)勢【學(xué)法指導(dǎo)】搜集資料，了解世界海洋能資源的開發(fā)利用現(xiàn)狀?！緦W(xué)習(xí)過程】一、海洋能簡介海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通過各種物理過程接收、儲存和散發(fā)能量，這些 能量以潮汐、波浪、溫度差、鹽度梯度、海流等形式存在于海洋之中。海洋能(ocean energy)是海水運動過程中產(chǎn)生的可再生能，主要包括溫差能、潮汐能、波浪能、潮流能、海流能、鹽差能等。潮汐能和潮流能源自月球、太陽和其他 星球引力，其他海洋能均源自太陽輻射。海水溫差能是一種熱

2、能。低緯度的海面水溫較高，與深層水形成溫度差，可產(chǎn)生 熱交換。其能量與溫差的大小和熱交換水量成正比。潮汐能、潮流能、海流能、波浪 能都是機械能。潮汐的能量與潮差大小和潮量成正比。波浪的能量與波高的平方和波 動水域面積成正比。在河口水域還存在海水鹽差能(又稱海水化學(xué)能)，入海徑流的 淡水與海洋鹽水間有鹽度差，若隔以半透膜，淡水向海水一側(cè)滲透，可產(chǎn)生滲透壓力，其能量與壓力差和滲透能量成正比。來源：”世紀(jì)教育網(wǎng)地球表面積約為 5.1 x 10A8kmA2,其中陸地表面積為1.49 x 10A8kmA2 占29%;海洋面積達 3.61 x 10A8kmA2,以海平面計，全部陸地的平均海拔約為840m,

3、而海洋的平均深度卻為380m，整個海水的容積多達1.37 x 10A9kmA3o 望無際的大海，不僅為人類提供航運、水源和豐富的礦藏，而且還蘊藏著巨大的能量，它將太陽能以及派 生的風(fēng)能等以熱能械能等形式蓄在海水里，不像在陸地和空中那樣容易散失。海洋能有三個顯著特點，1.蘊藏量大，并且可以再生不絕。2.能流的分布不均、密度低。3.能量多變、不穩(wěn)定。具體地說，海洋能具有如下特點：1.海洋能在海洋總水體中的蘊藏量巨大，而單位體積、單位面積、單位長度所擁有的能量較小。這就是說，要想得到大能量，就得從大量的海 水中獲得。2. 海洋能具有可再生性。海洋能來源于太陽輻射能與天體間的萬有引力，只要太 陽、月球

4、等天體與地球共存，這種能源就會再生，就會取之不盡，用之不竭。3. 海洋能有較穩(wěn)定與不穩(wěn)定能源之分。較穩(wěn)定的為溫度差能、鹽度差能和海流能。不穩(wěn)定能源分為變化有規(guī)律與變化無規(guī)律兩種。屬于不穩(wěn)定但變化有規(guī)律的有潮汐能與潮流能。人們根據(jù)潮汐潮流變化規(guī)律，編制出各地逐日逐時的潮汐與潮流預(yù)報，預(yù) 測未來各個時間的潮汐大小與潮流強弱。潮汐電站與潮流電站可根據(jù)預(yù)報表安排發(fā)電運行。既不穩(wěn)定又無規(guī)律的是波浪能。4. 海洋能屬于清潔能源，也就是海洋能一旦開發(fā)后，其本身對環(huán)境污染影響很小。二、海洋能發(fā)電的分類海洋能主要包括潮汐能、波浪能、海水溫差能、洋流能和鹽度差能等。據(jù)權(quán)威統(tǒng)計，全世界 海洋能的理論可再生量超過 7

5、60億千瓦。其中，海水溫差能約 400億千瓦，鹽度差能約300億 千瓦，潮汐能大于30億千瓦，波浪能約30億千瓦。目前，世界各國正競相探索海洋能開發(fā)利 用技術(shù)。1潮汐能因月球引力的變化引起潮汐現(xiàn)象，潮汐導(dǎo)致海水平面周期性地升降，因海水漲落及潮水流動所產(chǎn)生的能量，稱為潮汐能?，F(xiàn)代潮汐能的利用，主要是潮汐發(fā)電。潮汐發(fā)電是利用海灣、河口等有利地形，建筑水堤，形成水庫，以便于大量蓄積海水， 并在壩中或壩旁建造水力發(fā)電廠房，通過水輪發(fā)電機組進行發(fā)電。潮汐發(fā)電與普通水力發(fā)電原理類似，差別在于海水與河水不同，蓄積的海水落差不大， 但流量較大，并且呈間歇性，從而潮汐發(fā)電的水輪機的結(jié)構(gòu)要適合低水頭、大流量的特點

6、。目前世界上最大的潮汐發(fā)電站， 是法國朗斯的24萬千瓦潮汐電站。中國的江廈潮汐試驗電站， 建于浙江省樂清灣北側(cè)的江廈港，裝機容量3200千瓦，于1985年正式投入運行。潮汐發(fā)電大體有3種形式：(1) 單庫單向發(fā)電。在海灣或河口)建造堤壩、廠房和水閘將海灣或河口與外海分隔漲潮時開啟水閘將水庫充滿，落潮時其水位與外海潮位保持一定的潮差，帶動水輪發(fā)電機組發(fā)電。 這種形式只建造一個水庫，只能在落潮時發(fā)電。 也有的采用反向形式， 即利用漲潮時水流由外海流向水庫時發(fā)電，落潮時開閘把庫水放低。(2) 單庫雙向發(fā)電。同樣是建造一個水庫只是采用一定的水工布置形式或采用雙向水輪發(fā)電機組保證電站在漲落潮時都能發(fā)電。

7、(3) 雙庫雙向發(fā)電。是在有條件的海灣建造兩個水庫在漲、落潮過程中，兩水庫的水位始終保持一定的落差，水輪發(fā)電機組在兩水庫之間，使其連續(xù)不斷地發(fā)電。2、波浪能波浪是由于風(fēng)和水的重力作用形成的起伏運動，它具有一定的動能和勢能。波浪能利用的關(guān)鍵是波浪能轉(zhuǎn)換裝置。通常波浪能要經(jīng)過三級轉(zhuǎn)換：第一級為受波體，它將大海的波浪能吸收進來；第二級為中間轉(zhuǎn)換裝置， 它優(yōu)化第一級轉(zhuǎn)換， 產(chǎn)生出足夠穩(wěn)定的能 量；第三級為發(fā)電裝置，與其他發(fā)電裝置類似。1985年，英國在蘇格蘭的艾萊島建造了一座75千瓦的振蕩水柱波力電站，1991年建成且并入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)。1995年8月，英國建造了第一座商業(yè)性波浪能發(fā)電站，輸出功率為2兆瓦，

8、可滿足2000戶家庭的用電要求。日本已有數(shù)座波浪能發(fā)電站投入運行，其中兆瓦級的“海明號” 波浪能發(fā)電船，是世界上最著名的波浪能發(fā)電裝置。值得一提的是，若在海岸邊排列幾艘大型的波浪能發(fā)電裝置，不僅可利用波浪發(fā)電，而且還可將它們當(dāng)作防波堤，起消波作用。3、海水溫差能海水溫差能是因深部海水與表面海水的溫度差而產(chǎn)生能量。首次提出利用海水溫差發(fā)電設(shè)想的，是法國物理學(xué)家阿松瓦爾。1926年，阿松瓦爾的學(xué)生克勞德試驗成功海水溫差發(fā)電。1930年，克勞德在古巴海濱建造了世界上第一座海水溫差發(fā)電 站，獲得了 10千瓦的功率。1979年，美國在夏威夷的一艘海軍駁船上安裝了一座海水溫差發(fā) 電試驗臺，發(fā)電功率53.6

9、千瓦。1981年，日本在南太平洋的瑙魯島建成了一座100千瓦的海水溫差發(fā)電裝置，1990年又在鹿兒島建起了一座兆瓦級的同類電站。海水溫差發(fā)電涉及耐壓、絕熱、防腐材料、熱能利用效率等諸多問題，目前各國仍在積極探索中。隨堂檢測 讀臺灣海岸類型及西部海岸的潮差示意圖，回答下列問題。甲嶺捲押洋秒啟薛弗:冷醐畀昨(1) 甲地距臺灣島約15海里，位于我國臺灣島的領(lǐng)海基線以內(nèi)，按照國際海洋法公約的規(guī)定,這里屬于我國的。(2) 某大陸旅游團前往圖中乙、丙、丁三地活動，如果你是組織者，請你為旅游團安排適當(dāng) 活動。乙：丙：丁： ; （3）目前，在海洋能開發(fā)中，潮汐能最具有大規(guī)模開發(fā)利用的可行性。簡述A地修建潮汐電站的有利自然條件。 受臺風(fēng)影響，臺灣東部沿海夏秋季節(jié)風(fēng)暴潮頻發(fā)。請簡述風(fēng)暴潮可能造成的危害。答案：（1）內(nèi)水（海）（2）開展海水浴、沖浪、潛水、垂釣等康體娛樂活動登