海洋能现状技术及发展综述-上海交通大学.PDFVIP

海洋能现状、技术及发展综述 摘要：海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通过各种物理过程接收、 储存和散发能量，以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在于海洋之 中。文中对海洋能作了综述，包括历史、现状、利用手段、优劣分析和展望与建 议。海洋能中主讲潮汐能，从各个方面详细地进行了说明。 一、海洋能的利用历史： 1.1 潮汐能 海洋能中最早被人们认识并利用的是潮汐能。唐朝我国沿海居民利用潮力碾 谷，例如：山东地区发现早期潮汐磨。11 世纪，欧洲西海岸也出现了潮汐磨房。 1600 年，美洲第一个潮汐磨由法国人建于加拿大东海岸。 20 世纪初，欧、美一些国家着手研究潮汐发电。第一座具有商业实用价值 的潮汐电站是1967 年建成的法国的郎斯潮汐电站。1968 年，前苏联在其北方摩 尔曼斯克附近的基斯拉雅湾建成一座800KW 的试验潮汐电站。1980 年，加拿大 在芬地湾兴建20MW 中间试验潮汐电站。 20 世纪50 年代中期，我国沿海兴起潮汐能利用高潮，共建造了40 多座小 型潮汐电站和水轮泵站。由于发电、灌溉与交通的矛盾，加上水库淤积、设备简 陋等原因，只有浙江省沙山40kW 潮汐电站保留至今。 现在，目前世界上研究或计划设计建设潮汐电站的地点包括：美国阿拉斯加 州的库克湾、加拿大芬地湾、英国塞文河口、阿根廷圣约瑟湾、澳大利亚达尔文 范迪门湾、中国的乐清湾、印度坎贝河口、俄罗斯远东鄂霍茨克海品仁湾、韩国 仁川湾等地。 2011 年竣工的254 MW 韩国始华湖潮汐电厂是世界最大潮汐电力设施。位于 中国杭州以南江厦潮汐电站，是中国最大的潮汐电站，建成于1985 年，目前的 装机容量为3.2 MW。 随着技术进一步成熟，潮汐能发电成本降低，将会有越来越多的大型潮汐能 电站。 1.2 温差能 利用海洋温差发电的概念，一百多年以前已被人们所知。1881 年，法国物 理学家阿松瓦尔在报纸上发表《太阳海洋能》，提出海洋吸收并储存太阳能，利 用表面温海水与下面冷海水的温差使热机做功发电。1930 年，法国科学家克劳 德在古巴建成一座功率22kW 岸式开式循环发电装置，尽管发出的电小于运行所 耗电，这项尝试证明海洋温差有发电的可能。 到目前为止，尚没有在此方面的 重大突破。 1.3 波浪能 日本海军士官益田先生，于 1965 年率先将微型航标灯用波力发电装置商品 化。 二．中国国内潮汐能利用情况 世界潮汐能的理论蕴藏量估计为2200GW，可开发潮汐能约1100GW。中国潮 汐能资源（不包括台湾）的总蕴藏量为190GW，可开发装机容量200KW 以上潮汐 潮汐能源的总装机量为21.8GW 左右。在过去10 年，世界各国对可再生的和环境 上安全的潮汐能的开发兴趣显著增加。 2.1 江厦潮汐电站 2.1.1 概论 中国第一座双向潮汐电站，位于浙江省温岭市乐清湾北端江厦港。1980 年5 月第一台机组投产发电。电站设计安装6 台500 千瓦双向灯泡贯流式水轮发电机 组，总装机容量3000 千瓦，可昼夜发电14～15 小时，每年可向电网提供1000 多万千瓦时电能。乐清湾最大潮差8.39 米，平均潮差5.08 米。江厦港为封闭式 海港，港口筑高15.5 （米的粘土心墙堆石坝，形成一座港湾水库，总库容490 万立方米，发电有效库容270 万立方米。 2.1.2 技术数据 20 世纪80 年代中国装机容量最大的潮汐电站，在世界上名列第三位。位于 浙江省温岭县乐清湾江厦港(见彩图)，潮汐属半日潮,平均潮差5.08m，最大潮 差8.39m，与著名的钱塘江最大潮差相近。利用已建的原“七一”塘围垦海涂工 程改建，工程于1973 年动工，1980 年第1 台机组发电，1986 年第5 台机组发电。 第6 台机组暂不安装留作新型机组试验用。电站开发方式为单水库双向发电，控 制流域面积29.1 平方公里,水库防洪库容136.5 万立方米，发电库容336 万立方 米,发电水库面积1.37 平方公里。电站建筑物有堤坝、水闸、发电厂房和升压站 各一座。堤坝为粘土心墙堆石坝，在海中抛石、土而成。坝基为饱和海涂淤泥质 粘土，层厚46m。堤坝全长670m,最大坝高15.1m。充、泄水闸地基为含砾晶屑 凝灰岩,分5 孔,泄量290 立方米/秒。发电厂房内安装5 台灯泡贯流式水轮发电 机组(单机容量有500、600、700kW 三种),分正、反向发电，正、反向泄水四种 工况运行,发电水头为0.8～5.5m，每