法國(guó)朗斯潮汐電站教學(xué)文案

法國(guó)朗斯潮汐電站地?zé)崮芫C述我們?nèi)祟?lèi)居住的這個(gè)星球，很像是一個(gè)巨大的“熱水瓶”，外涼內(nèi)熱，而且是越往里溫度越高。人們把蘊(yùn)藏于地球內(nèi)部的熱能稱(chēng)為“地?zé)崮堋薄５厍蛲ㄟ^(guò)火山爆發(fā)和溫泉外溢等途徑，將其內(nèi)部蘊(yùn)藏的熱能源源不斷地輸送到地面上來(lái)。2/7/20232地?zé)崮芫C述現(xiàn)代人們常說(shuō)的溫泉，就是人類(lèi)的祖先在很久以前就開(kāi)始利用的一種地?zé)崮?。不過(guò)，人類(lèi)對(duì)地?zé)崮艿拇笠?guī)模開(kāi)發(fā)利用，可以說(shuō)現(xiàn)在才剛剛起步。因此地?zé)崮苁且环N開(kāi)發(fā)潛力很大的新型能源。

2/7/20233地?zé)嵫h(huán)2/7/20234地球內(nèi)部推測(cè)溫度分布曲線2/7/20235地?zé)豳Y源的類(lèi)型熱水型。它是反映以水為主體的對(duì)流水熱系統(tǒng)。這種地?zé)崮芊植驾^廣，約占已探明的熱資源的10%；其溫度范圍也很廣，從接近于室溫到高達(dá)290℃。

2/7/20236地?zé)豳Y源的類(lèi)型蒸汽型。是指以蒸汽為主體的對(duì)流水熱系統(tǒng)，以生產(chǎn)溫度較高的過(guò)熱蒸汽為主，其中夾雜有少量的不凝結(jié)氣體和少量的水(有的不含水)。這類(lèi)地?zé)崮鼙容^容易開(kāi)發(fā)利用，但儲(chǔ)量不多，僅占已探明的地?zé)豳Y源總量的0.5%左右。

2/7/20237地?zé)豳Y源的類(lèi)型地壓型。是指在高壓下由深部地層提取含有可溶性甲烷(沼氣)的高鹽分熱水。它的溫度約為150～260℃；其儲(chǔ)量較大，約占已探明的地?zé)豳Y源的20%。地壓型地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)利用目前尚處于研究探索階段。

2/7/20238地?zé)豳Y源的類(lèi)型干熱巖型。是反映地層深處廣泛存在的不含水分（或含有少量蒸汽）的巖石。它的溫度約為150～650℃；其儲(chǔ)量更大，約占已探明的地?zé)豳Y源總量的30%。2/7/20239地?zé)豳Y源的類(lèi)型熔巖型。是埋藏部位最深的一種完全熔化的熱熔巖(即巖漿)，其溫度高達(dá)650～1200℃。熔巖儲(chǔ)存的熱能比其他幾種都多，約占已探明的地?zé)豳Y源總量的40%。不過(guò)在開(kāi)采這種地?zé)崮軙r(shí)，需要在火山地區(qū)打幾千米深的鉆孔，所冒的風(fēng)險(xiǎn)很大，因此這種地?zé)崮苣壳吧形吹玫綄?shí)際開(kāi)發(fā)利用。2/7/202310地?zé)崮艿睦媚壳笆澜缟洗蠹s有120多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)和開(kāi)采的地?zé)崛暗責(zé)峋噙_(dá)7500多處。對(duì)于地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)利用，目前主要是在采暖、發(fā)電、育種、溫室栽培和洗浴等方面。

地?zé)崮艿睦每煞譃榈責(zé)岚l(fā)電和直接利用兩大類(lèi)。

2/7/202311地?zé)崮艿睦迷诠I(yè)上，地?zé)崮芸捎糜诩訜?、干燥、制冷、脫水加工、提取化學(xué)元素、海水淡化等方面。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，地?zé)崮芸捎糜跍厥矣?、栽培作物、養(yǎng)殖禽畜和魚(yú)類(lèi)等。例如，地處高緯度的冰島不僅以地?zé)釡厥曳N植蔬菜、水果、花卉和香蕉，近年來(lái)又栽培了咖啡、橡膠等熱帶經(jīng)濟(jì)作物。2/7/202312地?zé)崮艿睦迷谠∮冕t(yī)療方面，人們?cè)缇陀玫責(zé)岬V泉水醫(yī)治皮膚病和關(guān)節(jié)炎等，不少?lài)?guó)家還設(shè)有專(zhuān)供沐浴醫(yī)療用的溫泉。2/7/202313地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)主要有四種：地?zé)嵴羝l(fā)電系統(tǒng)：利用地?zé)嵴羝苿?dòng)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生電能。本系統(tǒng)技術(shù)成熟、運(yùn)行安全可靠，是地?zé)岚l(fā)電的主要形式。西藏羊八井地?zé)犭娬静捎玫谋闶沁@種形式。2/7/202314地?zé)嵴羝l(fā)電系統(tǒng)2/7/202315地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)：也稱(chēng)有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)系統(tǒng)。它以低沸點(diǎn)有機(jī)物為工質(zhì)，使工質(zhì)在流動(dòng)系統(tǒng)中從地?zé)崃黧w中獲得熱量，并產(chǎn)生有機(jī)質(zhì)蒸汽，進(jìn)而推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。2/7/202316雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)2/7/202317地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)全流發(fā)電系統(tǒng)：本系統(tǒng)將地?zé)峋诘娜苛黧w，包括所有的蒸汽、熱水、不凝氣體及化學(xué)物質(zhì)等，不經(jīng)處理直接送進(jìn)全流動(dòng)力機(jī)械中膨脹做功，其后排放或收集到凝汽器中。這種形式可以充分利用地?zé)崃黧w的全部能量，但技術(shù)上有一定的難度，尚在攻關(guān)。2/7/202318全流發(fā)電系統(tǒng)2/7/202319地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)干熱巖發(fā)電系統(tǒng)：利用地下干熱巖體發(fā)電的設(shè)想，是美國(guó)人莫頓和史密斯于1970年提出的。1972年，他們?cè)谛履鞲缰荼辈看蛄藘煽诩s4000米的深斜井，從一口井中將冷水注入到干熱巖體，從另一口井取出自巖體加熱產(chǎn)生的蒸汽，功率達(dá)2300千瓦。進(jìn)行干熱巖發(fā)電研究的還有日本、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)和俄羅斯，但迄今尚無(wú)大規(guī)模應(yīng)用。2/7/202320干熱巖2/7/202321地?zé)岚l(fā)電的好處利用地?zé)崮軄?lái)進(jìn)行發(fā)電其好處很多：建造電站的投資少，通常低于水電站；發(fā)電成本比火電、核電及水電都低；發(fā)電設(shè)備的利用時(shí)間較長(zhǎng)；地?zé)崮鼙容^干凈，不會(huì)污染環(huán)境；發(fā)電用過(guò)的蒸汽和熱水，還可以再加以利用，如取暖、洗浴、醫(yī)療、化工生產(chǎn)等。2/7/202322地?zé)崮艿闹苯永玫責(zé)崮苤苯永糜谂腼?、沐浴及暖房，已有悠久的歷史。至今，天然溫泉與人工開(kāi)采的地下熱水仍被人類(lèi)廣泛使用。據(jù)聯(lián)合國(guó)統(tǒng)計(jì)，世界地?zé)崴闹苯永眠h(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)地?zé)岚l(fā)電。中國(guó)的地?zé)崴苯永镁邮澜缡孜?，其次是日本。地?zé)崴闹苯佑猛痉浅V泛，主要有采暖空調(diào)、工業(yè)烘干、農(nóng)業(yè)溫室、水產(chǎn)養(yǎng)殖、旅溫泉療養(yǎng)保健等。2/7/202323地?zé)峁┡?/7/202324地?zé)釀?wù)農(nóng)2/7/202325地?zé)狃B(yǎng)殖2/7/202326我國(guó)的地?zé)豳Y源據(jù)估計(jì)，全世界地?zé)豳Y源總量相當(dāng)于4948萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)已查明地?zé)豳Y源相當(dāng)于2000萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。西藏、云南、四川、廣東、福建等地的溫泉多達(dá)1503處，占全國(guó)溫泉總數(shù)的61.3％。在全國(guó)121個(gè)水溫高于80℃的溫泉中，云南，西藏占62％，廣東、福建占18.2％，其他省區(qū)不足1／5。2/7/202327我國(guó)地?zé)豳Y源根據(jù)其形成的地質(zhì)作用和賦存條件，可以劃分為三種類(lèi)型：（1）火山或巖漿型地?zé)豳Y源；（2）盆地型中低溫地?zé)豳Y源；（3）斷裂帶型中低溫地?zé)豳Y源。2/7/202328地?zé)崮艿奈磥?lái)在21世紀(jì)，一個(gè)個(gè)地?zé)犭娬緦⒁倭⒃谑澜绺鞯?。地?zé)釒С龅牧蚧瘹浔粷饪s、提煉成為制造硫酸和其他化工產(chǎn)品的原料。地?zé)崴?jīng)過(guò)利用后，又成為清潔的水源供人們生產(chǎn)和生活使用，開(kāi)拓了一條新水源。2/7/202329地?zé)崮艿奈磥?lái)未來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，一座座活火山將成為一個(gè)個(gè)熱電廠；一塊塊地震頻發(fā)區(qū)，反而成為一個(gè)個(gè)地?zé)衢_(kāi)采的中心；地?zé)豳Y源是地球奉獻(xiàn)給人類(lèi)的又一個(gè)能量寶庫(kù)，有其不可估量的前途。2/7/202330第二節(jié)海洋能2/7/202331可再生的海洋能源海洋是一個(gè)巨大的能源寶庫(kù)，僅大洋中的波浪、潮汐、海流等動(dòng)能和海洋溫度差、鹽度差能等的存儲(chǔ)量高達(dá)天文數(shù)字。這些海洋能源都是取之不盡、用之不竭的可再生能源。2/7/202332可再生的海洋能源海洋能源通常指海洋中所蘊(yùn)藏的可再生的自然能源，主要為潮汐能、波浪能、海流能（潮流能）、海水溫差能和海水鹽差能。更廣義的海洋能源還包括海洋上空的風(fēng)能、海洋表面的太陽(yáng)能以及海洋生物質(zhì)能等。究其成因，潮汐能和潮流能來(lái)源于太陽(yáng)和月亮對(duì)地球的引力變化，其他均源于太陽(yáng)輻射。2/7/202333海洋能的特點(diǎn)海洋能在海洋總水體中的蘊(yùn)藏量巨大，而單位體積、單位面積、單位長(zhǎng)度所擁有的能量較小。這就是說(shuō)，要想得到大能量，就得從大量的海水中獲得。它具有可再生性。海洋能來(lái)源于太陽(yáng)輻射能與天體間的萬(wàn)有引力，只要太陽(yáng)、月球等天體與地球共存，這種能源就會(huì)再生，就會(huì)取之不盡，用之不竭。2/7/202334海洋能的特點(diǎn)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(wú)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。既不穩(wěn)定又無(wú)規(guī)律的是波浪能。海洋能屬于清潔能源，也就是海洋能一旦開(kāi)發(fā)后，其本身對(duì)環(huán)境污染影響很小。2/7/202335潮汐能2/7/202336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(dòng)所產(chǎn)生的能量，稱(chēng)為潮汐能。潮汐能是以位能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能，是指海水潮漲和潮落形成的水的勢(shì)能。2/7/202337潮汐中的巨大能量海洋的潮汐中蘊(yùn)藏著巨大的能量。在漲潮的過(guò)程中，洶涌而來(lái)的海水具有很大的動(dòng)能，而隨著海水水位的升高，就把海水的巨大動(dòng)能轉(zhuǎn)換為勢(shì)能，在落潮的過(guò)程中，海水奔騰而去，水位逐漸降低，勢(shì)能又轉(zhuǎn)換為動(dòng)能。

2/7/202338潮差潮起潮落所形成的水位差，即相鄰高潮潮位與低潮潮位的高度差，稱(chēng)為潮位差或潮差。通常，海洋中的潮差不大，一般只有幾十厘米至1m左右。而在喇叭狀海岸或河口的地區(qū)，其潮差就比較大。

2/7/202339潮汐發(fā)電潮汐能利用的主要方式是發(fā)電，潮汐發(fā)電與水力發(fā)電的原理相似。通過(guò)貯水庫(kù)，在漲潮時(shí)將海水貯存在貯水庫(kù)內(nèi)，以勢(shì)能的形式保存，然后，在落潮時(shí)放出海水，利用高、低潮位之間的落差，推動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。2/7/202340潮汐發(fā)電具體地說(shuō)，潮汐發(fā)電就是在海灣或有潮汐的河口建一攔水堤壩，將海灣或河口與海洋隔開(kāi)構(gòu)成水庫(kù)，再在壩內(nèi)或壩房安裝水輪發(fā)電機(jī)組，然后利用潮汐漲落時(shí)海水位的升降，使海水通過(guò)輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。2/7/2023412/7/202342潮汐發(fā)電的主要優(yōu)點(diǎn)潮汐電站的水庫(kù)都是利用河口或海灣來(lái)建造的，不占用耕地，也不像河川水電站或火電站那樣要淹沒(méi)或占用大量的良田；它既不像河川水電站那樣受洪水和枯水季節(jié)的影響，也不像火電站那樣污染環(huán)境，是一種既不受氣候條件影響而又非?！案蓛簟钡陌l(fā)電站；潮汐電站的堤壩較低，建造容易。其投資也相對(duì)較少。2/7/202343世界主要潮汐電站2/7/202344法國(guó)朗斯潮汐電站

2/7/202345江廈潮汐發(fā)電站2/7/202346波浪能2/7/202347波浪能波浪能是指海洋表面波浪所具有的動(dòng)能和勢(shì)能。波浪的能量與波高的平方、波浪的運(yùn)動(dòng)周期以及迎波面的寬度成正比。波浪能是海洋能源中能量最不穩(wěn)定的一種能源。2/7/202348波浪能全世界波浪能的理論估算值為109kW量級(jí)。利用中國(guó)沿海海洋觀測(cè)臺(tái)站資料估算得到，中國(guó)沿海理論波浪年平均功率約為1.3×107kW。但由于不少海洋臺(tái)站的觀測(cè)地點(diǎn)處于內(nèi)灣或風(fēng)浪較小位置，故實(shí)際的沿海波浪功率要大于此值。其中浙江、福建、廣東和臺(tái)灣沿海為波浪能豐富的地區(qū)。2/7/202349波浪能利用波浪發(fā)電是波浪能利用的主要方式，此外，波浪能還可以用于抽水、供熱、海水淡化以及制氫等。波浪能利用裝置的種類(lèi)繁多，有關(guān)波能裝置的發(fā)明專(zhuān)利超過(guò)千項(xiàng)，獲得專(zhuān)利證書(shū)的也達(dá)數(shù)百件。波浪能利用被稱(chēng)為“發(fā)明家的樂(lè)園”。2/7/202350波浪能利用的幾個(gè)基本原理利用物體在波浪作用下的振蕩和搖擺運(yùn)動(dòng)；利用波浪壓力的變化；利用波浪的沿岸爬升將波浪能轉(zhuǎn)換成水的勢(shì)能等。早期海洋波浪能發(fā)電付諸實(shí)用的是氣動(dòng)式波力裝置。道理很簡(jiǎn)單，就是利用波浪上下起伏的力量，通過(guò)壓縮空氣，推動(dòng)汲筒中的活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)而做功。

2/7/202351波浪發(fā)電站示意圖

波浪能供電的燈光浮標(biāo)

2/7/202352溫差能2/7/202353溫差能溫差能是指海洋表層海水和深層海水之間水溫之差的熱能。海洋的表面把太陽(yáng)的輻射能的大部分轉(zhuǎn)化成為熱水并儲(chǔ)存在海洋的上層。另一方面，接近冰點(diǎn)的海水大面積地在不到1000m的深度從極地緩慢地流向赤道。這樣，就在許多熱帶或亞熱帶海域終年形成20℃以上的垂直海水溫差。利用這一溫差可以實(shí)現(xiàn)熱力循環(huán)并發(fā)電。

2/7/202354溫差發(fā)電溫差發(fā)電的基本原理就是借助一種工作介質(zhì)，使表層海水中的熱能向深層冷水中轉(zhuǎn)移，從而做功發(fā)電。2/7/202355鹽差能2/7/202356鹽差能鹽差能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。主要存在于河海交接處。同時(shí)，淡水豐富地區(qū)的鹽湖和地下鹽礦也可以利用鹽差能。鹽差能是海洋能中能量密度最大的一種可再生能源。2/7/202357鹽差能的利用鹽差能的利用主要是發(fā)電。其基本方式是將不同鹽濃度的海水之間的化學(xué)電位差能轉(zhuǎn)換成水的勢(shì)能，再利用水輪機(jī)發(fā)電，具體主要有滲透壓式、蒸汽壓式和機(jī)協(xié)化學(xué)式等，其中滲透壓式方案最受重視。2/7/202358海流能2/7/202359海流能海流能是指海水流動(dòng)的動(dòng)能，主要是指海底水道和海峽中較為穩(wěn)定的流動(dòng)以及由于潮汐導(dǎo)致的有規(guī)律的海水流動(dòng)。海流能的能量與流速的平方和流量成正比。2/7/202360海流能的利用海流能的利用方式主要是發(fā)電，其原理和風(fēng)力發(fā)電相似，幾乎任何一個(gè)風(fēng)力發(fā)電裝置都可以改造成為海流發(fā)電裝置。但由于海水的密度約為空氣的1000倍，且裝置必須放于水下。故海流發(fā)電存在一系列的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，包括安裝維護(hù)、電力輸送、防腐、海洋環(huán)境中的載荷與安全性能等。2/7/202361我國(guó)的海洋能開(kāi)發(fā)我國(guó)海洋能開(kāi)發(fā)已有近40年的歷史，迄今已建成潮汐電站8座。我國(guó)的海洋發(fā)電技術(shù)已有較好的基礎(chǔ)和豐富的經(jīng)驗(yàn)，小型潮汐發(fā)電技術(shù)基本成熟，已具備開(kāi)發(fā)中型潮汐電站的技術(shù)條件。2/7/202362第三節(jié)氫能2/7/202363氫能簡(jiǎn)介氫蘊(yùn)藏于浩瀚的海洋之中。海洋的總體積約為13.7億km3，若把其中的氫提煉出來(lái)，約有1.4×109億噸，所產(chǎn)生的熱量是地球上礦物燃料的9000倍。2/7/202364氫能的優(yōu)點(diǎn)燃燒熱值高：每千克氫燃燒后能放出142.35kJ的熱量，約為汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。清潔無(wú)污染：燃燒的產(chǎn)物是水，對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染。資源豐富：氫氣可以由水分解制取，而水是地球上最為豐富的資源。適用范圍廣：貯氫燃料電池既可用于汽車(chē)、飛機(jī)、宇宙飛船，又可用于其他場(chǎng)合供能。2/7/202365氫能實(shí)用化所需要解決的技術(shù)難題大量地且低成本地制造氫的技術(shù)開(kāi)發(fā)；安全地儲(chǔ)藏、運(yùn)送氫的技術(shù)開(kāi)發(fā)；高效率地轉(zhuǎn)換氫能的技術(shù)開(kāi)發(fā)；將氫能用于社會(huì)各行各業(yè)的技術(shù)開(kāi)發(fā)。2/7/202366氫的制取氫能是一種二次能源，在人類(lèi)生存的地球上，雖然氫是最豐富的元素，但自然氫的存在極少。因此必須將含氫物質(zhì)分解后方能得到氫氣。最豐富的含氫物質(zhì)是水（H2O），其次就是各種礦物燃料（煤、石油、天然氣）及各種生物質(zhì)等。因此要開(kāi)發(fā)利用這種理想的清潔能源，必須首先開(kāi)發(fā)氫源，即研究開(kāi)發(fā)各種制氫的方法。

2/7/202367從含烴的化石燃料中制氫這是過(guò)去以及現(xiàn)在采用最多的方法。它是以煤、石油或天然氣等化石燃料作原料來(lái)制取氫氣。用蒸汽作催化劑以煤作原料來(lái)制取氫氣的基本反應(yīng)過(guò)程為：用天然氣作原料、蒸汽作催化劑的制氫化學(xué)反應(yīng)為：

2/7/202368電解水制氫這種方法是基于如下的氫氧可逆反應(yīng)：

分解水所需要的能量△Q是由外加電能提供的。為了提高制氫效率，電解通常在高壓下進(jìn)行，采用的壓力多為3.0～5.0MPa。2/7/202369熱化學(xué)制氫這種方法是通過(guò)外加高溫使水起化學(xué)分解反應(yīng)來(lái)獲取氫氣。到目前為止雖有多種熱化學(xué)制氫方法，但總效率都不高，僅為20％～50％。2/7/202370太陽(yáng)能制氫隨著新能源的崛起，以水為原料、利用核能和太陽(yáng)能來(lái)大規(guī)模制氫已成為世界各國(guó)共同努力的目標(biāo)。其中太陽(yáng)能制氫最具吸引力，也最有