《高中地理 5_3 海洋能的開(kāi)發(fā)利用課件2 新人教版選修21》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中地理 5_3 海洋能的開(kāi)發(fā)利用課件2 新人教版選修21(25頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
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
2、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 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
3、 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
4、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 為 電 能 。 電 站 外 景 圖 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(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
5、 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)
6、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 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
7、 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 足 防 洪 、 排 澇 、 擋 潮 、 抗 旱 、 航 運(yùn) 等 多 方 面 的 水利 要
8、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 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 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
9、 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 。 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
10、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(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)
11、 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
12、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 : 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
13、 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
14、 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 。 海 洋 溫 差 能 與 溫 差 發(fā) 電1) 溫 差 能 資 源 特 點(diǎn) 約 幾 萬(wàn) 億 瓦 , 表 層 水 溫 與 1000 m以 下 溫 差 相 差 20 0C以 上 , 熱 能 轉(zhuǎn) 換所 需 的 最 小 溫 差 。2) 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) 開(kāi) 式 循 環(huán) : 表 層 水 在 小 于
15、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 。 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) : 開(kāi) 式 循 環(huán) 與 閉 式 循 環(huán) 的 組 合 。3) 發(fā) 電 效 率 溫 差 20 0C時(shí) 轉(zhuǎn) 換 效 率 6.8%( 理 論 ) 溫 差 27 0C時(shí) 為 9% ( 理 論 ) 實(shí) 際 效 率 為 2.5
16、%-4%之 間 34) 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 海 區(qū) 鹽 度 和 溫 度 的 改 變 , 影 響 當(dāng) 地 的 生 態(tài) 系 統(tǒng) , 危 及 珊 瑚 等 生 物。 蒸發(fā)器汽輪機(jī)冷凝器開(kāi)式循環(huán)溫差發(fā)電系統(tǒng)蒸發(fā)器汽輪機(jī)冷凝器閉式循環(huán)溫差發(fā)電系統(tǒng) 脫氣器閃蒸器蒸發(fā)器混合循環(huán)溫差發(fā)電系統(tǒng)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 純蒸 汽 進(jìn) 入 工 作 流 體 的 蒸 發(fā) 器 , 在 蒸 發(fā) 器 中 進(jìn) 行 熱 交 換 。 用 這 種 方 法 可 將 在 閉式 循 環(huán) 系 統(tǒng) 中 蒸 發(fā) 器 側(cè) 的 生 物 污 染 物 排 除 , 同 時(shí) 還 可 以 得 到 副 產(chǎn) 品 淡 水 。采 用 這 種 循 環(huán) 系 統(tǒng) 只 需 附 加 閃 蒸 器 和 脫 氣 器 設(shè) 備 。