海洋能源转换技术分类

海洋有许多分类方案能量转换技术．可根据所利用的基本能源进行初步分类:

1.波和流中的势能和动能

2.海水化学势(盐度梯度）

3.海水热势(海洋热、地热)

4.海水生物潜力

26.4.1.1波浪、潮汐和洋流技术

这些技术有效地利用了势能(来自波高或潮高差)和动能(来自水的运动)。设备技术有四个关键特征:

1.平台:稳定的平台或表面

2.一个可移动的工作台，使波浪或水流与之对抗

3.移动工作表面必须至少部分地抵抗波浪或电流的作用

4.移动工作面必须连接一些电源起飞。

波的分类可以通过考虑以下特征来制造能源器件:工作原理，器件位置和工作方式(图26.7;法尔考2009)。加粗的名称指的是每一类设备的具体示例。

振荡水柱

(带空气涡轮)

孤立:_Pico, LIMPET

固定的结构

防波堤:坂田，Mutriku

漂浮:MightyWhale, Ocean Energy, Sperboy, Oceanlinx

摆动身体

(配液压马达、水轮机、直线发电机)

浮动

本质上翻译(升沉):AquaBuoy, IPS浮标，F03, Wavebob, PowerBuoy

本质上旋转:Pelamis, PS青蛙，SEAREV

本质上翻译(升沉):AWS

淹没

旋转(底部铰链):WaveRoller, Oyster

漫溢

(低水轮机)

固定的结构

海岸线(集中):TAPCHAN

防波堤(无浓度):SSG

漂浮结构(集中):波龙

图26.7波能器件分类。(法尔考2009)

有大量关于海浪、潮汐等的图片的出版物水流这些设备几乎都是概念性的，有一些正在进行全面的开放海洋部署。读者不需要用设备的图片复制这些论文，而是直接阅读海洋执行委员会的出版物能源系统实施协议(OES-IA)，特别是2008年年度报告(Brito-Melo和Bhuyan 2009年)。有关波浪、潮汐和水流技术范围的进一步信息，可在美国能源部的“海洋和水动力技术数据库”(US DoE 2008)中找到。

26.4.1.2海水化学势

海水的盐度比所有流入海洋的河水都高。利用这种化学势发电的机会在19世纪就被认识到，但商业化技术仍有一段距离。尽管如此，任何进入海洋的主要河流都为未来部署盐度梯度技术提供了潜力。从河水和海水的盐度差异中提取能量有两种方法:

1.渗透——这个过程被称为压力延迟渗透(PRO)

2.反向电渗析(RED)

PRO，有时被称为“渗透动力”，利用淡水和海水之间的化学势(即盐浓度)作为压力。Loeb发达

图26.8 PRO电厂运行原理。(Skramest0和Skilhagen 2009)

20世纪70年代的概念(Loeb和Norman 1975)。海水和淡水通过半透膜汇集在一起。合成压力在24- 26bar范围内，取决于海水中的盐浓度(图26.8)。海水和淡水的过滤都是至关重要的，因为杂质很容易降低膜的效率。

2009年10月，世界上第一个PRO试验工厂在挪威西南部的奥斯陆峡湾Tofte投入运行。该工厂由Statkraft公司建造和运营，将河水和峡湾的水结合起来，可产生高达4千瓦的电力。

反向电解法是一个过程，利用两种溶液之间的化学电位差，在这种情况下，海水和淡水通过一系列替代的接触阴离子和阳离子交换膜。化学势在每一层膜上产生电压。荷兰研究人员(Groeman和van den Ende, 2007年)正在开发第一个原型机。

26.4.1.3海水热势

海水的热势在20世纪70年代得到确认，有两种形式:

1.海洋热能转换(OTEC)

2.海底地热能

OTEC技术最初于20世纪70年代在美国开发出来，但在20世纪80年代油价上涨后逐渐衰落。OTEC采用深海水，其温度稳定在c. 4°c，并将其结合在一起加热交换过程-浅水。该技术的关键部件是“冷水管”，通常是大直径(1米)塑料管，向下延伸1公里寒冷的海洋水被带到地表。一旦到达表面，一个开放或封闭循环的热交换过程提取热能，使用二次流体，如氨(具有低沸点)作为交换流体，并将其转化为机械能(图26.9)。

海底地热能有可能在这些地区得到利用海洋山脊它们靠近水面，靠近海岸。拟议的技术将是海底热交换装置，它在海底发电(图26.10;Hiriart 2008，个人沟通)。有一些潜在的建议饮用水在现场利用其相对于海水的浮力将饮用水输送到地面位置。

26.4.1.4生物生产

人们已经进行了各种尝试，以开发从海洋中获取生物质以生产沼气和生物燃料的技术生物燃料(布里汉尼1983)。20世纪70年代，美国的研究主要集中在海带的收获上，但随着石油价格的下降，这一研究在20世纪80年代逐渐式微。最近，人们的兴趣转向了在开放海洋中获取海藻作为生物燃料的潜力。海藻基本上是通过化学施肥来“养殖”的，以促进海藻的生长和集中。目前，没有任何技术能够将分散的海藻从开阔海洋中极低的自然含量中浓缩出来。

这篇文章有用吗?

+ 1 0