人教版高中地理選修2《53海洋能的開發(fā)利用》(25張ppt) (共25張PPT)

1、新能源開發(fā)項(xiàng)目部新能源開發(fā)項(xiàng)目部主主要要內(nèi)內(nèi)容容 海洋能簡介 潮汐能 波浪能 海流能(潮流能) 海水溫差能 海水鹽差能海海洋洋能能簡簡介介 海水中蘊(yùn)藏著的這一巨大的動力資源的總稱就叫做海洋能海海洋洋能能的的特特點(diǎn)點(diǎn)（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.（

2、4）發(fā)生在廣闊的海洋環(huán)境中。 海洋是一個水深、缺氧、高壓的世界，因而開發(fā)利用海洋能的技術(shù)難度大，對材料和設(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；潮汐能發(fā)電潮汐能發(fā)電一、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推動水輪機(jī)，再由水輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)來發(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)換的角度來說，潮汐發(fā)電首先是把潮汐的動能和位能通過水輪機(jī)變成機(jī)

3、械能，然后再由水輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)，把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。電站外景圖潮汐能發(fā)電的型式潮汐能發(fā)電的型式2、型式：（1）潮汐發(fā)電可按能量形式的不同分為兩種： 1）一種是利用潮汐的動能發(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、落潮時的水位差來發(fā)電。潮汐能發(fā)電的型式潮汐能發(fā)電的型式（2）按其開發(fā)方式的不同分為如下4種型式。 1)單庫單向型，只能在落潮時發(fā)電。四個工況 2)單庫雙向型：在漲、落潮時都能發(fā)電。工況 3)雙庫單向型：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)電站的組成潮汐能發(fā)電站的組成

4、 潮汐能發(fā)電站是由幾個單項(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)成水庫內(nèi)、外的水位差，并控制水庫內(nèi)的水量，為發(fā)電提供條件。 堤壩種類：按所用材料的不同，可分為土壩、石壩和鋼筋混凝土壩等潮汐能發(fā)電站的組成潮汐能發(fā)電站的組成(2)水閘及作用 水閘用來調(diào)節(jié)水庫的進(jìn)出水量，在漲潮時向水庫進(jìn)水，在落潮時從水庫往外放水，以調(diào)節(jié)水庫的水位，加速漲、落潮時水庫內(nèi)、外水位差的形成，從而縮短電站的停機(jī)時間，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內(nèi)水量的外排，或阻擋潮水侵入，控制庫內(nèi)最高、最低水位，使

5、水庫迅速恢復(fù)到正常的蓄水狀態(tài)，同時滿足防洪、排澇、擋潮、抗旱、航運(yùn)等多方面的水利要求。潮汐能發(fā)電站的組成潮汐能發(fā)電站的組成(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等。2）作用：它是直接將潮汐能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿臋C(jī)構(gòu)。其中最關(guān)鍵的設(shè)備是水輪發(fā)電機(jī)組。3）對機(jī)組的主要要求為：應(yīng)滿足潮汐低水頭、大流量的水力特性；機(jī)組一般在水下運(yùn)行，因而對機(jī)組的防腐、防污、密封和對發(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、停機(jī)次數(shù)頻繁，因而要選用適應(yīng)頻繁起動和停止的開關(guān)設(shè)備； 對雙向發(fā)電機(jī)組，由于正、反問旋轉(zhuǎn)，相序也相應(yīng)變換，因而在

6、設(shè)計(jì)電氣主接線時，要考慮安裝倒向開關(guān)，使電源接人系統(tǒng)或負(fù)荷時，保證相序固定不變。潮汐電站的水輪發(fā)電機(jī)組的3種基本型式：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)水管和尾水管的彎度均大大減少，因而廠房的結(jié)構(gòu)簡單水流能量損失也較少，因而性能比豎軸式機(jī)組優(yōu)越。但仍然需要很長的尾水管，所以需要廠房仍然較長。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。潮汐能發(fā)電原理圖潮汐能發(fā)電原理圖1潮汐能發(fā)電原理圖潮汐能發(fā)電原理圖2潮汐電站外景圖潮汐電

7、站外景圖單庫單向型發(fā)電的四個工況單庫單向型發(fā)電的四個工況在整個潮汐周期內(nèi)，電站的運(yùn)行按下列4個工況進(jìn)行： 充水工況：電站停止發(fā)電，開啟水閘，潮水經(jīng)水閘和水輪機(jī)進(jìn)人水庫，至水庫內(nèi)外水位齊平為止； 等候工況；關(guān)閉水閘，水輪機(jī)停止過水，保持水庫水位不變，海洋側(cè)則因落潮而水位下降，直到水庫內(nèi)外水位差達(dá)到水輪機(jī)組的啟動水頭； 發(fā)電工況：開動水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，水庫的水位逐漸下降，直到水庫內(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：機(jī)組停止運(yùn)行，水輪機(jī)停止過水保持水庫水位不變，海洋側(cè)水位因漲潮而逐步上升，直到水庫內(nèi)外水位齊平，轉(zhuǎn)入下一周期。單單庫庫雙雙向向型型的的工工況況有有6個個 單庫雙向

8、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個工況。雙庫單向式潮汐能發(fā)電站介紹雙庫單向式潮汐能發(fā)電站介紹 雙庫單向式潮汐能發(fā)電站需要建造兩座相互毗鄰的水庫（高水庫和低水庫）， 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，也易于和火電、水電或核電站并網(wǎng)，聯(lián)合調(diào)節(jié)。發(fā)電結(jié)合抽水蓄能式介紹發(fā)電結(jié)合抽水蓄能式介紹 這種電站的工作原理是：在潮汐電站水庫水位與潮位接近并且水頭小時，用電網(wǎng)的電力抽水蓄能。 漲潮時將水抽入水庫，落潮時將水庫內(nèi)的水往海中抽、以增加發(fā)電的有效水頭，提高發(fā)電量。豎軸式機(jī)組圖豎軸式機(jī)組圖

9、臥軸式機(jī)組圖臥軸式機(jī)組圖燈泡貫流式機(jī)組圖燈泡貫流式機(jī)組圖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) 約幾萬億瓦，表層水溫與約幾萬億瓦，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：開式循環(huán)、閉式循環(huán)和混合式循環(huán) 開式循環(huán)開式循環(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

10、冷卻和冷凝。然后在閉式循環(huán)路中進(jìn)行冷卻和冷凝。 閉式循環(huán)閉式循環(huán)：利用海洋表層的溫水來蒸發(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的冷水冷凝成液體。 混合式循環(huán)混合式循環(huán)：開式循環(huán)與閉式循環(huán)的組合。：開式循環(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時轉(zhuǎn)換效率時轉(zhuǎn)換效率6.8%6.8%（理論）（理論） 溫差溫差27 27 0 0C C時為時為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

11、4）負(fù)面影響）負(fù)面影響 大量抽取冷水和排放水，對魚卵、幼魚有傷害大量抽取冷水和排放水，對魚卵、幼魚有傷害 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)冷凝器冷凝器開式循環(huán)溫差發(fā)電系統(tǒng)開式循環(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