未來海洋能量能得到充分利用嗎?以什麼方式實現?
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比較成功的海洋能裝置有哪些? - 知乎用戶的回答
這是最近另外一個回答,介紹了海洋新能源國際上一些最新動態,對各種海洋能的前景做了一個比較分析,也說明了面臨的挑戰。
看到這個題目很感興趣,現在公司的RD部門也在進行一些海洋可再生能源方面的研究。已有答案也提到了海洋能源的幾種利用形式:風能、潮汐能、波浪能、溫差能,還有人提出洋流、內波發電;礦產資源方面,除了傳統的油氣,還有深海水合物(gas hydrate)、錳結核, etc。
目前offshore風能、潮汐能都已經有成熟的商業化裝置,波浪能、溫差能也都有試驗。深海水合物、錳結核理論上都可以開採,但距離商業化距離甚遠。
1. offshore風能
這算是本人最了解的,重點說一下。中國東海大橋附近已經建設了海上風電場,但工程設計上和陸上風場相差不大,仍然是座底式的。現在歐美的研究機構熱衷於搞浮式的風機,可以建在更深的海域。以下是幾種風機的示意圖:
淺水的風機和陸地上的差別不大,頂多再考慮一下波浪和潮流的荷載、導致的dynamic load和疲勞以及海水腐蝕等等。當大於50m時,座底式的就不經濟了。浮式風機的難點在於會晃動的很厲害。這就需要station-keeping system能設計好。圖上展示了目前幾種類型。其概念其實都來源於海上石油平台幾種浮體形式-tension leg platform(TLP), Spar, Semi(半潛式)。工程計算上就是將浮體水動力、錨泊系統力和上部風力荷載耦合起來。每個部分現在都有成熟的軟體來做,比如水動力的wamit;錨泊系統就多了去了,簡化成線性彈簧都可以;風力荷載有NREL(美國國家可再生能源實驗室)的FAST。現在歐美日大部分offshore wind turbine的研究,大體上是研究怎麼把這幾個體系耦合起來,具體可參考MIT, TAMU, NTU等院所的博士論文和journal paper。
淺水的風機和陸地上的差別不大,頂多再考慮一下波浪和潮流的荷載、導致的dynamic load和疲勞以及海水腐蝕等等。當大於50m時,座底式的就不經濟了。浮式風機的難點在於會晃動的很厲害。這就需要station-keeping system能設計好。圖上展示了目前幾種類型。其概念其實都來源於海上石油平台幾種浮體形式-tension leg platform(TLP), Spar, Semi(半潛式)。工程計算上就是將浮體水動力、錨泊系統力和上部風力荷載耦合起來。每個部分現在都有成熟的軟體來做,比如水動力的wamit;錨泊系統就多了去了,簡化成線性彈簧都可以;風力荷載有NREL(美國國家可再生能源實驗室)的FAST。現在歐美日大部分offshore wind turbine的研究,大體上是研究怎麼把這幾個體系耦合起來,具體可參考MIT, TAMU, NTU等院所的博士論文和journal paper。在浮式風機方面,日本和歐美是走在前列的。這是日本的semi式風力發電機組。西歐據說將來也要建造大量離岸風電場:http://www.ewea.org/policy-issues/offshore/。
以上所講的offshore wind turbine,都是一個浮體對應一個風機。現在又提出一個multi-turbine hull的概念。就是一個浮體上安裝一組風機,譬如這樣:
還譬如這樣:
還譬如這樣:也許有人要問為毛要往海里建,陸地上不行嗎?如下是建在海上的好處。
也許有人要問為毛要往海里建,陸地上不行嗎?如下是建在海上的好處。
有以下優點:(1)海上吹程長,摩擦力小,風速大。學過物理的都知道能量和速度的二次方成正比;所以如果海上風速是陸地上的1.5倍,輸出功率則2倍多(當然對wind turbine的設計也提出了更高的要求);(2)海上可以安裝更大型的裝置;船能運輸、吊裝更大的機組(3)近海風場往往距離沿海人口密集地區較近,減少了電力運輸的損耗;(4)不會佔用陸地的寶貴資源,尤其是西歐、東亞的沿海人口密集地區。
當然仍是不少缺點的,否則早就大規模利用了:(1)成本仍然較高,甚至還高過陸上風電,畢竟浮體風機技術還不太成熟;(2)安裝、維護成本高,只要開了船,銀子就嘩嘩的上去了,工程船的日費可不是一般的高;(3)所有風電都存在的問題,譬如併網。這點就不多贅述了。
可以預見,在政府行為的干預下,海洋風能或許是海洋能里目前最有商業化可能的。但想像燒天然氣、煤那樣白菜價的發電,短期內我只能呵呵了。
已有商業化,參考法國Rance潮汐電站:
潮汐電站也有幾種利用形式。一種是朗斯電站採用的形式,在漲潮的時候水從外海通過發電機組進入海灣或內河,落潮的時候海水以相反方向通過發電站,這樣一來一去,潮水推動水輪機發電。當然這是適用於潮水比較急的地方。如果潮水比較緩,則可能採取類似水電站的方式,漲潮時開閘門,落潮時閉閘門,這樣兩邊形成高度差發電。
潮汐電站也有幾種利用形式。一種是朗斯電站採用的形式,在漲潮的時候水從外海通過發電機組進入海灣或內河,落潮的時候海水以相反方向通過發電站,這樣一來一去,潮水推動水輪機發電。當然這是適用於潮水比較急的地方。如果潮水比較緩,則可能採取類似水電站的方式,漲潮時開閘門,落潮時閉閘門,這樣兩邊形成高度差發電。第二種似乎是直接把水輪機置於潮流中發電,不建水閘了。這樣問題比較多,搞過海洋觀測的應該知道,一些流速儀放到水裡經常被水藻纏住,還不談海里那麼多的泥沙和漂浮物.若是直接把水輪機放在潮流里,那實在是作死。置於怎麼解決,應該也是目前研究的問題。細節不了解,就不多說了。
潮汐能的使用範圍其實很有限,因為不是啥地方都能利用起來。有幾個限制條件:(1)潮差; (2)地形。潮差不夠,不適合建,海域太開闊也不行。因此只有潮差大的海灣、河口相對合適。但要每個海灣都搞個潮汐電站,你看環保主義者不天天跳出來罵街。潮汐能利用對生態環境的影響也是很顯而易見的。譬如類似水電站的模式,造成的後果就是該漲潮的時候不漲,該落潮的時候不落,那些魚啊鳥啊什麼的可慘了。至於水輪機對海底生態的影響,我想也是需要進一步論證的。
同理,個人認為潮汐能不會成為發電主流,但對Local起到補充作用還是可以的。
以前有同學研究過wave energy converter. 很簡單的裝置,貌似就是一個truncated cylinder插在海面上,圓筒里的自由液面隨波浪上下動。圓筒的頂上開個小口,這樣液面升的時候排氣,液面低的時候進氣,推動turbine發電。呵呵,是不是很山寨的感覺。其實和這個很接近:(Oscillating Water Column)
還有一種利用浮標的上下往複運動來帶動發電機:(Point Absorber Buoy)
Surface Attenuater: 這是一種蛇形的波浪能轉換裝置,隨波扭動,帶動內部的機械傳動裝置進行發電。
Surface Attenuater: 這是一種蛇形的波浪能轉換裝置,隨波扭動,帶動內部的機械傳動裝置進行發電。overtopping device: 波浪傳遞過程中,波峰的水湧進浮體的reservoir,與mean sea level形成高度差。水向下流通過turbine驅動發電。
Oscillating wave surge converter: 一端固定在海底,一段隨波浪擺動,通過hydaulic pump驅動發電機。
前幾年喬治亞理工有科學家還研製成功一種很fancy的波浪納米摩擦發電機。具體原理可以百度。
前幾年喬治亞理工有科學家還研製成功一種很fancy的波浪納米摩擦發電機。具體原理可以百度。
波浪能有個較大的優點就是隨時都有,全世界哪片海沒波浪的,而且這玩意兒晝夜不停。缺點則是好多新能源的通病——能量密度太低、輸出不穩定。另外這些裝置會產生電磁場,對海洋生物產生一些不良的影響。
具體可參考wave power維基百科詞條:Wave power
利用海表和海底的溫度差,傳熱介質在海表加熱,在海底冷凝,構成循環,推動turbine發電。如圖所示工作原理簡圖。
在理論上也是沒什麼問題的。還是那句話,成本太高。
Lockheed Martin (沒錯就那家造戰鬥機的軍火巨頭)曾設計過一個裝置:Ocean Thermal Energy Converter: Ocean Thermal Energy Conversion · Lockheed Martin
把其無碼大圖搬運過來:
有木有感覺很寫意?
hehe,估計人家也不會把詳細的圖給放上來的。不過在讀碩士時參加過一個seminar,是一個洛克希德馬丁曾參與過這個項目的專家。他向我們展示了一些內部資料。這個玩意兒外形上和半潛式平台很像,但這個上面掛了細細長長的圓筒狀物,掛到海底,名曰heat exchange unit。裡面應該是流著那種能在室溫汽化但又能在4度左右液化的氣體(maybe氟利昂?)(有一位好心同學提醒可能是液氨)。至於這些unit的設計分析,和海洋工程中廣泛利用的生產立管(riser)非常接近。大概就是有限元建個模再加上wavecurrent的荷載算一算。軟體模擬、圖紙上都很好看,可是成本啊成本!
5. 礦產資源
關於天然氣水合物(傳說中的可燃冰),請看鏈接:
可燃冰技術進展如何,哪些國家領先,離大規模應用還有多遠? - 電力
地球化學的人先做前期論證。置於商業開採需要的工程技術,等常規天然氣、頁岩氣用的差不多了再說也不遲啊。
有機會再來補充吧!
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Updated 03/21/2015
前幾天看資料想起來一個特別有意思的發電方式,來補充下第六點
所謂VIV, 通俗解釋:想像一個圓柱置於流水中,水流會繞過去.理想無粘無旋的情況下,流場會很穩定,能得出解析解(平行流流場勢+偶極子流場勢);而實際情況,流體是有粘度的,因此會在圓柱表面減速,形成邊界層,所謂boundary layer separation。圓柱兩側邊界層的發展是不對稱的,因此產生了不對稱的lift force,導致了和流動垂直方向上的分力。在這種力的作用下,如果恰好和圓柱的某個自然頻率相吻合,則會激發劇烈的振動。
目前工程應用上總是要千方百計地減少VIV,因為VIV高頻,如果被激發就很劇烈,十分影響疲勞壽命。但如果換一種思路,倘若設計一種裝置,激發出VIV,那這種振動是否可以用來發電呢?
答案是可以的。
密歇根大學有研究組在做VIV發電. youtube上有視頻,我不確定國內的同學是否能看到。
https://www.youtube.com/watch?v=IcR8HszacOE
就貼張他們實驗的截圖吧。
這是他們做的實驗。流速為2.74節,從左往右。他們布置了四個橫向的柱子。在VIV的作用下,這四根柱子做上下往複運動,帶動連桿以及水槽上方的機械傳動裝置進行發電。看起來還是很fancy的說。
這是他們做的實驗。流速為2.74節,從左往右。他們布置了四個橫向的柱子。在VIV的作用下,這四根柱子做上下往複運動,帶動連桿以及水槽上方的機械傳動裝置進行發電。看起來還是很fancy的說。這是一張網上的概念圖,有密集恐懼症者慎看。。
這種VIV發電方式據說能量密度比用水輪機和波浪發電效率更高,1一方米的水可以發51瓦特的電,並且在流速低於1節時就可以。其實以前也和導師探討過VIV發電的問題,不過他倒很不以為然。。VIV非常難預測,湍流至今是流體力學領域裡一個懸而未決的問題。這種方式仍處在實驗室階段。湍流隨機性太高,難以得到精確解。這就需要數學、流體力學等各學科研究人員不懈的努力了。
這種VIV發電方式據說能量密度比用水輪機和波浪發電效率更高,1一方米的水可以發51瓦特的電,並且在流速低於1節時就可以。其實以前也和導師探討過VIV發電的問題,不過他倒很不以為然。。VIV非常難預測,湍流至今是流體力學領域裡一個懸而未決的問題。這種方式仍處在實驗室階段。湍流隨機性太高,難以得到精確解。這就需要數學、流體力學等各學科研究人員不懈的努力了。
剛好本人畢業論文是關於海洋溫差能的,就簡單介紹一下吧。首次作答,不合規矩之處還請見諒。
海洋溫差能是指海洋表層海水和深層海水(1000m左右)之間由溫差而導致的熱能,是海洋能的一種重要形式。
圖1是全球海洋溫差能分布,可見在赤道附近海洋能是比較豐富的。
圖1是全球海洋溫差能分布,可見在赤道附近海洋能是比較豐富的。
1881年,法國物理學家D』Arsonval認為在熱帶區域海洋表層水與深層水之間存在的自然溫差是一個可利用的潛在能源,首次提出OTEC(海洋熱能轉換)概念。D』Arsonval本人未能對他提出的這一技術進行相關測試,其學生Claude繼承了這一概念並使之得到開拓性的發展。在上世紀30年代前後在古巴的馬坦薩斯海灣,建成並運轉了第一個岸基開式循環原型工廠。
此後廉價石油開始出現,OTEC電廠未能建成,人們看淡溫差能的發展前景,其研究開發工作陷入谷底。直至70年代第一次石油危機後,美國、日本為代表的發達國家為了尋找替代能源才真正將OTEC研究列入基礎研究範圍,海洋溫差發電研究工作開始取得實質性進展。
美國於1979年在夏威夷沿海建立並運轉了世界上第一座海上閉式循環OTEC電站。這座50kW的OTEC電站由夏威夷州府及私企募集資金搭建在向海軍租借的一艘駁船上,命名為Mini-OTEC。
2001年,印度政府與日本佐賀大學海洋能源研究中心進行技術合作,建造一艘1MW的浮式閉式循環示範電站「SAGAR-SHAKTHI」。
溫差能這塊兒,我國起步比較晚。20世紀80年代初,中國科學院廣州能源所、中國海洋大學和天津國家海洋局海洋技術中心研究所等單位開始溫差發電研究。
1986年,廣州研製完成開式OTEC模擬裝置,實現電能轉換。2004至2005年,天津大學完成了對混合式OTEC系統理論研究,並就小型化試驗用200W氨飽和蒸汽透平進行了研製。
國家海洋局第一海洋研究所在「十一五」期間重點開展了閉式OTEC利用的研究,完成了其理論研究工作及250W小型OTEC發電裝置的方案設計。2008年,承擔「十一五」科技支撐「15kW海洋溫差能關鍵技術與設備的研製」課題。
上述都只是試驗電站,用來研究分析相關係統設備的安裝運行情況還行,要達到商業應用的程度還欠很多火候。前年(2013年),中國華彬集團和美國洛克希德馬丁公司高調宣布將在中國南海合作建造試驗性OTEC電廠,該項目設計規模10MW。在南海那邊,由美國的軍火巨頭建造這麼一個平台,會有人不放心的,結果就是到現在了也沒有下文。
由於缺乏大型試驗平台建造、運行、管理的經驗,溫差能一直很難發展起來,目前做的最好的還是美國(洛克希德馬丁)和日本(佐賀大學)。
圖2全球溫差電站分布
圖2全球溫差電站分布
下面介紹一下系統原理
OTEC系統的基本原理是利用海洋表面的溫海水加熱某些低沸點工質並使之汽化,或通過降壓使海水汽化以驅動汽輪機發電,同時利用從海底提取的冷海水將做功後的乏汽冷凝,使之重新變為液體,形成系統循環。
系統循環方式主要有3種形式:朗肯循環,包括開式循環、閉式循環及混合式循環;卡琳娜循環;上原循環。圖3系統循環原理示意圖(閉式循環)
圖3系統循環原理示意圖(閉式循環)
先寫這麼多吧,老闆喊我搬磚了!
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20世紀30年代,早期OTEC系統使用的循環方式多為朗肯循環(Rankine Cycle),朗肯循環的發電效率較低,為3%左右(沒辦法,由於海洋溫差能能量密度不大,理論上最高的發電效率也就6%左右)。在閉式朗肯循環中,使用類似於氨、R-134a等低沸點工質;開式朗肯循環則利用表層溫海水直接充當工質;除上述兩種循環方式外,還存在一種綜合開、閉式朗肯循環特點而構建的第三種朗肯循環方式,即混合式朗肯循環,在發電的同時生產淡水,一舉兩得。
70年代末80年代初,美國Kalina教授發明了使用氨及水混合物作為工質的卡利納循環(Kalina Cycle),使OTEC發電效率提高到4.5%-5.0%。卡利納循環採用氨和水的混合物為工質。
到90年代中期,日本佐賀大學上原春男教授發明了上原循環(Uehara Cycle),使OTEC系統得到進一步優化,發電效率達到4.97%。
02.03更新瀉藥 @袁霖 。小碩一枚,自己的主要方向並非基於海洋能量發電這一塊,不過實驗室有人在做。老闆通知可以放假了,突然有點小激動,電影也看不進去了,就在此灌灌水,原諒我放蕩不羈愛自由。
來源:太陽是位於太陽系中心的一個發光發熱的巨型氣態恆星。其內部時刻發生著由氫-&>氦的核反應,無盡的能量只能實現小宇宙爆發,地球作為幸運的一份子,分分鐘匯聚來自太陽的恩賜,為了體現自我的非凡,地球將來自太陽的輻射能量分化為:太陽能、生物質能、風能、海洋能、水能等,於是傲嬌的人類便不再淡定了,如何將以上各種能量充分發揮出來,成了區分上等科學家和我等凡人的一條捷徑。
思路:古代的水車轉啊轉的,看的人眼花,突然有了小星星,最早的思維方式就這般出現了:聯想類比。於是,水輪機發電(主要是效率高)驚艷亮相(水輪發電機_百度百科),即傳統的水力發電行業的誕生,結果老前輩們當時技術落後,lol都沒有隊友,就真心埋頭科研起來,瞬間攻城掠地,主要的科研技術研究的差不多了,新的難題搞不動了,加之改革開放,時代真的變了,妹的等我們這輩人生來就只能在水電站逆天而行的顛倒白天和黑夜(目前,國內排除水工這一塊,真的搞水力發電這一塊的,即水動,主要有河海、武大、華科、西安理工、華水等)。身在深山中,過著歸隱般生活,一臉無辜的屌絲們,怎麼能體會妹子的內心世界,慢慢的水電站中安靜的美男子太多了,於是存在了行業競爭,有人坐不住了,疾呼:我要走出大山!這句話就這樣成了經典。要發家,先成家,可是妹子在哪兒,難道真的是白天不懂夜的黑,一入水電深似海呀!好像哪裡不對,白天、黑夜、水電,聯想思維又開始發功了,趁著站長不在,帶著幾個兄弟就跑路了,後來站長出去度假在某某海邊看風景時,突然發現幾個小哥身旁帶著一群靚妹,指點著那些另類的水電站,一打聽才知道,原來如此~~(想看你就看:潮汐能、潮汐位能發電技術),立即對身旁的小米說,哥要進軍海洋,算了,你還是先回去給弟兄們做飯吧。然而,一顆小小的種子一旦開始了萌芽,就如青春開始了悸動,再也按耐不住。可是,照搬照抄,分分鐘被大公司搞死,不斷學習後,總結了一個字:創新。沐浴在陽光下,沙灘上迷人的girl和海面上踩著板迎峰而上的小夥子們,相應成趣,就在這一靜一動間,又一浪海水排在了沙灘上,呵呵,波~浪~能~~~~
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算了,出去玩,結了。
目前,波浪能目前歐共體(主要丹麥、英國、芬蘭、愛爾蘭引領)、日本等技術比較先進,中國海洋波能密度較低,需要根據其特點研製新的設備,國家海洋局也在大力突圍。據了解,現在能把效率做到10%以上的都可以一拍大腿,自稱世界領先。
正巧幾個月前,日本教授講座,指出其研發的海底水輪發電機組,看著還是挺吊的!
風電作為太陽輻射形成能量的一種,在國內目前主要是西北等地區,然而,考慮電網輸送能力、系統穩定性、能源隨機性等問題,大部分風機處於空轉狀態,然而作為能源規劃藍圖的一部分,海上風電也已開始搶佔市場,國外的海上風電主要是丹麥、荷蘭和挪威等。
這種搞法,可以估計今後太陽能發電也可能移到海上吧!
其他的了解不多,不說了。另外,不出意外上面提到的水動高校,肯定已經或將要入手海洋發電這塊的。
扯淡的多了,總之還是心有多大,海洋就有多大,充分利用不敢說,形式肯定是百花齊放的!一句話,還是要盯好政策先!
我就是搞波能發電的,先佔坑,等我忙完了好好地回答一下
-----------------------11/10/2015 填坑------------------
@Hydrogen2說得不錯,但是有些地方不準確
1. 海浪的能源密度不低,事實上比太陽能和風能的密度還高. 這跟波浪的形成原理有關,簡單的說是由於地球表面被太陽輻射不均勻加熱從而產生風,風又吹動水體表面產生波浪. 這些波浪即使傳播上千海里但能量衰減很小 (除非上岸). 所以當波浪彙集一處時,能量密度會很大. 北大西洋有一塊海域(貌似靠近蘇格蘭)的波能密度在100kW/m,為全世界最高. 大多數波能豐富的地區集中在30—50度的南北緯海域. 澳洲南部漫長的海岸線就在這一區域,平均能量密度60kW/m以上,峰值在83kW/m. 開發一下能滿足全澳洲三倍用電量.
2. 一般學術界把wave energy converter 按照運行原理分成三種:attenuator (就是那個海蛇), point absorber, terminator(以salter"s duck為代表),後來加入了oscillating water colomn, surge converter,submerged pressure differential 和overtopping.
現在說下目前的發展現狀. 波能研究起步最早的依次是歐洲&>日本&>美國&>澳大利亞。歐洲本著科學玩票的精神在1790年就開發出了第一個波能吸收裝置 (忘了幹嘛用的了). 日本有能源危機意識,上世紀80年代開發出一種波能發電船. 美國一直不缺石油天然氣,所以漫不經心地研究;澳大利亞這個傻白甜被氣候變化嚇傻了,這兩年各種新能源項目一股腦地上.
不得不說波能利用目前還沒商業化. 有兩個主要的原因.
首先是石油價格太低
天然氣太低
煤炭價格太低
其實對於每一種新能源來講都是這樣. 人類社會的本性就是安於現狀,不被逼到牆角不會去跳牆. 上世紀八十年代石油危機兩伊戰爭,石油價格瘋漲,西方能源危機. 給各研究所的資金也瘋漲,結果波能技術狠狠地前進一大步. 後來油價一下跌馬上發展緩慢.
其次就是工況條件複雜且惡劣,直接導致了效率低成本高. 設計的難度甩風能和太陽能好幾條街. 但是這個領域民科很多啊,不就是一個板板被浪催么,比如下圖這種,用浮子帶動連桿,連桿推動活塞做功.
http://www.gesep.com/news/show_2_26022.html
我只想說,這種裝置原型至少在一個世紀以前就提出來了,事實證明不可用,效率極低而且很容易損壞.
該報道還說
2007年,他將這一發明專利上報國家知識產權局,一開始,國家知識產權局還有些懷疑,並專門派人來到袁水興家中,對這一設備進行了考察。經過一番仔細研究,這位專家當場表示,大海的情況太複雜,中國很多大的機構一直都在研究怎樣用波浪發電,但還沒有人能夠研究成功,而像袁水興這樣能用波浪發電成功,在中國還是第一人。而且,這個發明還有一個環保優勢,不需使用易燃燒的能源,不會排放任何污染環境的東西。
真是民科味十足,把我國科研工作者當飯筒了.
我來po一個未來一兩年內極有可能第一個商業化的波能發電裝置,也是我的項目合作公司,Carnegie Wave Energy. 他們開發的CETO系列產品,單機功率在1MW,30個相當於一個中小型火力發電廠,可全年運行,0污染.
那兩個漂浮的黑點是人........
贊多了再更
目前offshore風能、潮汐能都已經有成熟的商業化裝置,波浪能、溫差能也都有試驗。深海水合物、錳結核理論上都可以開採,但距離商業化距離甚遠。
其它的形式還好說,我覺得海洋熱能發電是最壞的利用方式。
眾所周知,洋流就是靠海水溫差驅動的,如果沒有了洋流,將會怎麼樣?
同理,用洋流發電也不可取。
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鹽差能好像也可以
謝邀,我是做光伏的,對海洋能不太了解。
不過現在風電和光伏都在往沿海海域發展,風電速度快一點,光伏還在嘗試當中。
利用海洋自身的某些特性進行發電或其他應用還是有討論價值的。如果可控核聚變能夠實現,從海水裡獲得氘和氚那我們干新能源的就可以下崗了,哈哈。
最可能的方式應該是海水覆滿地球,然後再變成冰吧。
謝邀!
從目前的發展來看,未來科學界新能源研究的主戰場在海洋!通常認為海洋能夠產生兩種形式的能量,一種是太陽熱產生的熱能,一種是潮汐和海浪產生的機械能。儘管目前「海洋能」的轉化率較低,但是潛力還是相當大的,畢竟海洋覆蓋了地球表面的70%,是最大的太陽能「收集器」。
目前英國在海洋能利用這一塊研究做的比較好,據energyUK 報道,英國目前的潮汐能和海浪能的貯存量在9MW, 在2020年有望達到120MW,看來還是很有潛力的。另外海洋風能的開發潛力巨大!還有儲存在海洋的化石能源,那潛力更不用說了!至於以上各種能源/能量 能不能得充分利用,這個很難說,這有環境,技術,政策,經濟發展,化石能源價格等各種因素的影響。但可以肯定的是,以後新能源研究的主戰場絕對在海洋~
私以為現今的研究重點忽視了對沿海小型發電裝置的研究。
這種個體使用的離網發電設施,輔以風電或光伏的結合,還是值得開發一下的。
個人感覺海洋能利用中波浪能能量密度大,局限是極端天氣情況下裝置極易受損。淺海風力發電裝置安裝運行維護成本較高,國外部分海上風力發電裝置還沒有達到設計運行年限就提前退役了,理由好像是備件及維護成本太高。足見海上風電運行維護也是有難度,但國內這方面的技術引進消化也達到一定的程度了,東海風電廠也運行幾年了。經驗是有的。
至於海洋溫差能,雖然能量總量大,不受天氣影響,但最大的難度在於效率太低、裝置成本高、廠用電消耗巨大綜合影響到電廠的出力。而且國內合適建造海洋溫差能岸基發電廠的廠址極少。不過要提高溫差能利用率從原理的角度個人認為主要可從以下幾個角度考慮:
1、提高發電效率,溫海水和冷海水溫度相對穩定,台灣曾研究利用核電廠溫排水提高溫差就是一個方向,這樣可以相應的提高發電效率;
2、減少廠用電消耗,溫差能發出的電大部分需要用於驅動溫海水泵、冷海水泵來提供熱源與冷阱。減少水泵的能耗也是一個方向。
有沒有開發能源的能力,這個我相信,但是,需要做很多實驗,這種規模的人類活動會不會影響生態平衡?
比如說,水電站會給河流生態鏈造成毀滅性打擊,而大規模的風電會影響一個地區的氣候,那海洋呢?其實還是核能靠譜啊,既可控,又方便,一代又一代的新核能技術,現在核能已經很安全了,完全可以讓核能來代替部分普通的火電,代替大部分水電,爭取核能能做到非常小巧。
我曾經夢見自己駕著七彩祥雲去開發像撲克牌搭建的易碎結構的可燃冰……
人類將來能利用海嘯的能量就好了……
話說回來,我們這種一知半解的升斗小民,真的可以回答這種問題嗎?
謝邀,海洋能的範圍太廣了,不管動力還是物質上都是極其巨大的,上面已經有很多例子了
謝謝邀請;非常抱歉,我所從事的工作和海洋還真沒有一點關係;
不過從能源利用角度講,海洋能量還是有很大潛力的,距離實際應用和市場話就是技術和時間問題;前期投入會比較大!支持研究這方面的朋友!
可以的,用珊瑚礁和各種精密儀器製造名為潛龍的器具。
謝邀,現階段我們公司新能源板塊主要做光伏、陸上風電和小水電,今年已經開始涉獵海上風電了。個人認為對海洋能源的利用主要是形式是勢能差、生物質能、化學能、熱能……
水蒸氣
海嘯
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