人教版高中地理選修2《5.3海洋能的開(kāi)發(fā)利用》(25張ppt) (共25張PPT)

1、1. 海洋能簡(jiǎn)介2. 潮汐能3. 波浪能4. 海流能(潮流能)5. 海水溫差能6. 海水鹽差能 海水中蘊(yùn)藏著的這一巨大的動(dòng)力資源的總稱(chēng)就叫做海洋能（1）能量蘊(yùn)藏量大，并且可以再生。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，地球上海水溫差能的理論蘊(yùn)藏量約500億kw，可能開(kāi)發(fā)利用的約20億kW；全球海洋波浪能的蘊(yùn)藏旦約700億kw、可開(kāi)發(fā)利用的約30億kw；全世界潮汐能的理論蘊(yùn)藏量約30億kw；世界海流能(潮流能)的總功率約50億kW，其中可發(fā)利用的約為0.5億kW；（3）穩(wěn)定性比其他自然能源好。 海水溫差能和海流能比較穩(wěn)定，潮汐能與潮流能的變化有規(guī)律可循.（4）發(fā)生在廣闊的海洋環(huán)境中。 海洋是一個(gè)水深、缺氧、高壓的世界，因而

2、開(kāi)發(fā)利用海洋能的技術(shù)難度大，對(duì)材料和設(shè)備的要求比較高。（2）能量密度低。海水溫差能是低熱頭的，較大溫差為2025：潮汐能是低水頭 的，較大潮差為710m；潮流能和海流能是低速度頭的，最大流速一般僅2m/s左右；一、潮汐能發(fā)電的原理及型式1、原理：圖1；圖2 潮汐發(fā)電，就是利用海水漲落及其所造成的水位差來(lái)推動(dòng)水輪機(jī)，再由水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電。 其發(fā)電的原理與一般的水力發(fā)電差別不大。不過(guò)一般的水力發(fā)電的水流方向是單向的，而潮汐發(fā)電則不同。 從能量轉(zhuǎn)換的角度來(lái)說(shuō)，潮汐發(fā)電首先是把潮汐的動(dòng)能和位能通過(guò)水輪機(jī)變成機(jī)械能，然后再由水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋ｋ娬就饩皥D2、型式：（1）潮汐發(fā)電可

3、按能量形式的不同分為兩種： 1）一種是利用潮汐的動(dòng)能發(fā)電，就是利用漲落潮水的流速直接去沖擊水輪機(jī)發(fā)電； 2）一種是利用潮汐的勢(shì)能發(fā)電，就是在海灣或河口修筑攔潮大壩，利用壩內(nèi)外漲、落潮時(shí)的水位差來(lái)發(fā)電。（2）按其開(kāi)發(fā)方式的不同分為如下4種型式。 1)單庫(kù)單向型，只能在落潮時(shí)發(fā)電。四個(gè)工況 2)單庫(kù)雙向型：在漲、落潮時(shí)都能發(fā)電。工況 3)雙庫(kù)單向型：可以連續(xù)發(fā)電，但經(jīng)濟(jì)上不合算，介紹 4）發(fā)電結(jié)合抽水蓄能式：介紹 潮汐能發(fā)電站是由幾個(gè)單項(xiàng)工程綜合而成的建設(shè)工程，主要由攔水堤壩、水閘和發(fā)電廠三部分組成。有通航要求的潮汐能發(fā)電站還應(yīng)設(shè)置船閘。（1）攔水堤壩 作用：是利用堤壩構(gòu)成水庫(kù)內(nèi)、外的水位差，并控

4、制水庫(kù)內(nèi)的水量，為發(fā)電提供條件。 堤壩種類(lèi)：按所用材料的不同，可分為土壩、石壩和鋼筋混凝土壩等(2)水閘及作用 水閘用來(lái)調(diào)節(jié)水庫(kù)的進(jìn)出水量，在漲潮時(shí)向水庫(kù)進(jìn)水，在落潮時(shí)從水庫(kù)往外放水，以調(diào)節(jié)水庫(kù)的水位，加速漲、落潮時(shí)水庫(kù)內(nèi)、外水位差的形成，從而縮短電站的停機(jī)時(shí)間，增加發(fā)電量。 它的另一作用，是在洪澇和大潮期間用以加速庫(kù)內(nèi)水量的外排，或阻擋潮水侵入，控制庫(kù)內(nèi)最高、最低水位，使水庫(kù)迅速恢復(fù)到正常的蓄水狀態(tài)，同時(shí)滿(mǎn)足防洪、排澇、擋潮、抗旱、航運(yùn)等多方面的水利要求。(3)發(fā)電廠。1）發(fā)電廠的主要設(shè)備：水輪發(fā)電機(jī)組、輸配電設(shè)備、起吊設(shè)備、中央控制室和下層的水流通道及閥門(mén)等。2）作用：它是直接將潮汐能轉(zhuǎn)變

5、為電能的機(jī)構(gòu)。其中最關(guān)鍵的設(shè)備是水輪發(fā)電機(jī)組。3）對(duì)機(jī)組的主要要求為： 應(yīng)滿(mǎn)足潮汐低水頭、大流量的水力特性； 機(jī)組一般在水下運(yùn)行，因而對(duì)機(jī)組的防腐、防污、密封和對(duì)發(fā)電機(jī)的防潮、絕緣、通風(fēng)、冷印、維護(hù)等要求高； 機(jī)組隨潮汐漲落發(fā)電，開(kāi)、停機(jī)次數(shù)頻繁，因而要選用適應(yīng)頻繁起動(dòng)和停止的開(kāi)關(guān)設(shè)備； 對(duì)雙向發(fā)電機(jī)組，由于正、反問(wèn)旋轉(zhuǎn)，相序也相應(yīng)變換，因而在設(shè)計(jì)電氣主接線時(shí)，要考慮安裝倒向開(kāi)關(guān)，使電源接人系統(tǒng)或負(fù)荷時(shí)，保證相序固定不變。1)豎軸式機(jī)組。圖 特點(diǎn)：即將軸流式水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的軸豎向連接在一起，垂直于水面。2)臥軸式機(jī)組。圖 特點(diǎn)：臥軸式機(jī)組即將機(jī)組的軸臥置。這種型式的機(jī)組進(jìn)水管較短，并且進(jìn)水管和

6、尾水管的彎度均大大減少，因而廠房的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單水流能量損失也較少，因而性能比豎軸式機(jī)組優(yōu)越。但仍然需要很長(zhǎng)的尾水管，所以需要廠房仍然較長(zhǎng)。3)貫流式機(jī)組。圖 特點(diǎn)：機(jī)組主要有兩種：一種是燈泡貫流式機(jī)組；另一種是全貫流式機(jī)組。在整個(gè)潮汐周期內(nèi)，電站的運(yùn)行按下列4個(gè)工況進(jìn)行： 充水工況：電站停止發(fā)電，開(kāi)啟水閘，潮水經(jīng)水閘和水輪機(jī)進(jìn)人水庫(kù)，至水庫(kù)內(nèi)外水位齊平為止； 等候工況；關(guān)閉水閘，水輪機(jī)停止過(guò)水，保持水庫(kù)水位不變，海洋側(cè)則因落潮而水位下降，直到水庫(kù)內(nèi)外水位差達(dá)到水輪機(jī)組的啟動(dòng)水頭； 發(fā)電工況：開(kāi)動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，水庫(kù)的水位逐漸下降，直到水庫(kù)內(nèi)外水位差小于機(jī)組發(fā)電所需要的最小水頭為止； 等候工況

7、：機(jī)組停止運(yùn)行，水輪機(jī)停止過(guò)水保持水庫(kù)水位不變，海洋側(cè)水位因漲潮而逐步上升，直到水庫(kù)內(nèi)外水位齊平，轉(zhuǎn)入下一周期。 單庫(kù)雙向式潮汐電站有等侯、漲潮發(fā)電、充水、等侯、落潮發(fā)電、泄水6個(gè)工況。 雙庫(kù)單向式潮汐能發(fā)電站需要建造兩座相互毗鄰的水庫(kù)（高水庫(kù)和低水庫(kù)）， 這種型式的電站、需建2座或3座堤壩、兩座水閘，工程量和投資較大。 但由于可連續(xù)發(fā)電，故其效率較第一種型式的電站要高34左右。同時(shí)，也易于和火電、水電或核電站并網(wǎng)，聯(lián)合調(diào)節(jié)。 這種電站的工作原理是：在潮汐電站水庫(kù)水位與潮位接近并且水頭小時(shí)，用電網(wǎng)的電力抽水蓄能。 漲潮時(shí)將水抽入水庫(kù)，落潮時(shí)將水庫(kù)內(nèi)的水往海中抽、以增加發(fā)電的有效水頭，提高發(fā)電量

8、。海洋溫差能與溫差發(fā)電海洋溫差能與溫差發(fā)電1 1）溫差能資源特點(diǎn)）溫差能資源特點(diǎn) 約幾萬(wàn)億瓦，表層水溫與約幾萬(wàn)億瓦，表層水溫與1000 m1000 m以下溫差相差以下溫差相差20 20 0 0C C以上，熱能轉(zhuǎn)換以上，熱能轉(zhuǎn)換所需的最小溫差。所需的最小溫差。2 2）海洋溫差能技術(shù)）海洋溫差能技術(shù) 海洋熱能轉(zhuǎn)換電站分：開(kāi)式循環(huán)、閉式循環(huán)和混合式循環(huán)海洋熱能轉(zhuǎn)換電站分：開(kāi)式循環(huán)、閉式循環(huán)和混合式循環(huán) 開(kāi)式循環(huán)開(kāi)式循環(huán)：表層水在小于其蒸汽壓得壓力下蒸發(fā)，蒸汽流經(jīng)經(jīng)渦輪機(jī)，：表層水在小于其蒸汽壓得壓力下蒸發(fā)，蒸汽流經(jīng)經(jīng)渦輪機(jī)，然后在閉式循環(huán)路中進(jìn)行冷卻和冷凝。然后在閉式循環(huán)路中進(jìn)行冷卻和冷凝。 閉式循

9、環(huán)閉式循環(huán)：利用海洋表層的溫水來(lái)蒸發(fā)氨或氟里昂等工作流體，蒸汽：利用海洋表層的溫水來(lái)蒸發(fā)氨或氟里昂等工作流體，蒸汽流經(jīng)渦輪機(jī)后，再由從海洋深處抽上來(lái)的冷水冷凝成液體。流經(jīng)渦輪機(jī)后，再由從海洋深處抽上來(lái)的冷水冷凝成液體。 混合式循環(huán)混合式循環(huán)：開(kāi)式循環(huán)與閉式循環(huán)的組合。：開(kāi)式循環(huán)與閉式循環(huán)的組合。3 3）發(fā)電效率）發(fā)電效率 溫差溫差20 20 0 0C C時(shí)轉(zhuǎn)換效率時(shí)轉(zhuǎn)換效率6.8%6.8%（理論）（理論） 溫差溫差27 27 0 0C C時(shí)為時(shí)為9% 9% （理論）（理論） 實(shí)際效率為實(shí)際效率為2.5%-4%2.5%-4%之間之間3 34 4）負(fù)面影響）負(fù)面影響 大量抽取冷水和排放水，對(duì)魚(yú)卵、幼魚(yú)有傷害大量抽取冷水和排放水，對(duì)魚(yú)卵、幼魚(yú)有傷害 海區(qū)鹽度和溫度的改變，影響當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)，危及珊瑚等生物海區(qū)鹽度和溫度的改變，影響當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)，危及珊瑚等生物。蒸發(fā)器蒸發(fā)器汽輪機(jī)汽輪機(jī)冷凝器冷凝器開(kāi)式循環(huán)溫差發(fā)電系統(tǒng)開(kāi)式循環(huán)溫差發(fā)電系統(tǒng)蒸發(fā)器蒸發(fā)器汽輪機(jī)汽輪機(jī)冷凝器冷凝器閉式循環(huán)溫差發(fā)電系統(tǒng)閉式循環(huán)溫差發(fā)電系統(tǒng)脫氣器脫氣器閃蒸閃蒸器器蒸發(fā)器蒸發(fā)器混合循環(huán)溫差發(fā)電系統(tǒng)混合循環(huán)溫差發(fā)電系統(tǒng)冷凝器冷凝器由溫水泵抽上的溫海水經(jīng)脫氣器脫氣后，進(jìn)入閃蒸器中進(jìn)行閃蒸，形成的純由溫水泵抽上的溫海水經(jīng)脫氣器脫氣后，進(jìn)入閃蒸器中進(jìn)行閃蒸，形成的純蒸汽進(jìn)入工作流體的蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器