什么是海洋能？
2006/6/27 15:05:52 電源在線網(wǎng)
地球表面積約為5.1X108km，其中陸地表面積為1.49X108km，占29％；海洋面積達(dá)3.61X1O8km，占71％。以海平面計(jì)，全部陸地的平均海拔約為840m，而海洋的平均深度卻為380m，整個(gè)海水的容積多達(dá)1.37X109km3。一望無際的汪洋大海，不僅為人類提供航運(yùn)、水產(chǎn)和豐富的礦藏，而且還蘊(yùn)藏著巨大的能量。通常海洋能是指依附在海水中的可再生能源，包括：潮汐能、波浪能、海洋溫差能、海洋鹽差能和海流能等，更廣義的海洋能源還包括海洋上空的風(fēng)能、海洋表面的太陽能以及海洋生物質(zhì)能等。全球海洋能的可再生量很大，上述五種海洋能理論上可再生的總量為766億千瓦。雖然海洋能的強(qiáng)度較常規(guī)能源為低，但在可再生能源中，海洋能仍具有可觀的能流密度。
海洋能簡(jiǎn)介
地球表面積約為5.1X108km，其中陸地表面積為1.49X108km，占29％；海洋面積達(dá)3.61X1O8km，占71％。以海平面計(jì)，全部陸地的平均海拔約為840m，而海洋的平均深度卻為380m，整個(gè)海水的容積多達(dá)1.37X109km3。一望無際的汪洋大海，不僅為人類提供航運(yùn)、水產(chǎn)和豐富的礦藏，而且還蘊(yùn)藏著巨大的能量。
海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通過各種物理過程接收、儲(chǔ)存和散發(fā)能量，這些能量以潮汐、波浪、溫度差、鹽度梯度、海流等形式存在于海洋之中。潮汐與潮流能來源于月球、太陽引力，其他海洋能均來源于太陽輻射，海洋面積占地球總面積的71%，太陽到達(dá)地球的能量，大部分落在海洋上空和海水中，部分轉(zhuǎn)化為各種形式的海洋能。海水溫差能是熱能，低緯度的海面水溫較高，與深層冷水存在溫度差，而儲(chǔ)存著溫差熱能，其能量與溫差的大小和水量成正比；潮汐、潮流，海流、波浪能都是機(jī)械能，潮汐能是地球旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的能量通過太陽和月亮的引力作用而傳遞給海洋的，并由長(zhǎng)周期波儲(chǔ)存的能量，潮汐的能量與潮差大小和潮量成正比；潮流、海流的能量與流速平方和通流量成正比；波浪能是一種在風(fēng)的作用下產(chǎn)生的，并以位能和動(dòng)能的形式由短周期波儲(chǔ)存的機(jī)械能，波浪的能量與波高的平方和波動(dòng)水域面積成正比；河口水域的海水鹽度差能是化學(xué)能，入海徑流的淡水與海洋鹽水間有鹽度差，若隔以半透膜，淡水向海水一側(cè)滲透可產(chǎn)生滲透壓力，其能量與壓力差和滲透流量成正比。因此各種能量涉及的物理過程開發(fā)技術(shù)及開發(fā)利用程度等方面存在很大的差異。
這些不同形式的能量有的已被人類利用，有的已列入開發(fā)利用計(jì)劃，但人們對(duì)海洋能的開發(fā)利用程度至今仍十分低。盡管這些海洋能資源之間存在著各種差異，但是也有著一些相同的特征。每種海洋能資源都具有相當(dāng)大的能量通量：潮汐能和鹽度梯度能大約為2TW；波浪能也在此量級(jí)上；而海洋熱能至少要比此大兩個(gè)數(shù)量級(jí)。但是這些能量分散在廣闊的地理區(qū)域，因此實(shí)際上它們的能流密度相當(dāng)?shù)停疫@些資源中的大部分均蘊(yùn)藏在遠(yuǎn)離用電中心區(qū)的海域。因此只能有一小部分海洋能資源能夠得以開發(fā)利用。
全球海洋能的可再生量很大。根據(jù)聯(lián)合國(guó)教科文組織1981年出版物的估計(jì)數(shù)字，五種海洋能理論上可再生的總量為766億千瓦。其中溫差能為400億千瓦，鹽差能為300億千瓦，潮汐和波浪能各為30億千瓦，海流能為6億千瓦。但如上所述是難以實(shí)現(xiàn)把上述全部能量取出，設(shè)想只能利用較強(qiáng)的海流、潮汐和波浪；利用大降雨量地域的鹽度差，而溫差利用則受熱機(jī)卡諾效率的限制。因此，估計(jì)技術(shù)上允許利用功率為64億千瓦，其中鹽差能30億千瓦，溫差能20億千瓦，波浪能10億千瓦，海流能3億千瓦，潮汐能1億千瓦（估計(jì)數(shù)字）。
海洋能的強(qiáng)度較常規(guī)能源為低。海水溫差小，海面與500～1000米深層水之間的較大溫差僅為20℃左右；潮汐、波浪水位差小，較大潮差僅7—10米，較大波高僅3米；潮流、海流速度小，較大流速僅4～7節(jié)。即使這樣，在可再生能源中，海洋能仍具有可觀的能流密度。以波浪能為例， 每米海岸線平均波功率在最豐富的海域是50千瓦，一般的有5～6千瓦；后者相當(dāng)于太陽能流密度1千瓦／米2）。又如潮流能，最高流速為3米／秒的舟山群島潮流，在一個(gè)潮流周期的平均潮流功率達(dá)4.5千瓦／米2。 海洋能作為自然能源是隨時(shí)變化著的。但海洋是個(gè)龐大的蓄能庫，將太陽能以及派生的風(fēng)能等以熱能、機(jī)械能等形式蓄在海水里，不象在陸地和空中那樣容易散失。海水溫差、鹽度差和海流都是較穩(wěn)定的，24小時(shí)不間斷，晝夜波動(dòng)小，只稍有季節(jié)性的變化。潮汐、潮流則作恒定的周期性變化，對(duì)大潮、小潮、漲潮、落潮、潮位、潮速、方向都可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。海浪是海洋中最不穩(wěn)定的，有季節(jié)性、周期性，而且相鄰周期也是變化的。但海浪是風(fēng)浪和涌浪的總和，而涌浪源自遼闊海域持續(xù)時(shí)日的風(fēng)能，不象當(dāng)?shù)靥柡惋L(fēng)那樣容易驟起驟止和受局部氣象的影響。
海洋能的類型
海洋能的表現(xiàn)形式多種多樣，通常包括：潮汐能、波浪能、海洋溫差能、海洋鹽差能和海流能等。
海洋能簡(jiǎn)介
地球表面積約為5.1X108km，其中陸地表面積為1.49X108km，占29％；海洋面積達(dá)3.61X1O8km，占71％。以海平面計(jì)，全部陸地的平均海拔約為840m，而海洋的平均深度卻為380m，整個(gè)海水的容積多達(dá)1.37X109km3。一望無際的汪洋大海，不僅為人類提供航運(yùn)、水產(chǎn)和豐富的礦藏，而且還蘊(yùn)藏著巨大的能量。
海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通過各種物理過程接收、儲(chǔ)存和散發(fā)能量，這些能量以潮汐、波浪、溫度差、鹽度梯度、海流等形式存在于海洋之中。潮汐與潮流能來源于月球、太陽引力，其他海洋能均來源于太陽輻射，海洋面積占地球總面積的71%，太陽到達(dá)地球的能量，大部分落在海洋上空和海水中，部分轉(zhuǎn)化為各種形式的海洋能。海水溫差能是熱能，低緯度的海面水溫較高，與深層冷水存在溫度差，而儲(chǔ)存著溫差熱能，其能量與溫差的大小和水量成正比；潮汐、潮流，海流、波浪能都是機(jī)械能，潮汐能是地球旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的能量通過太陽和月亮的引力作用而傳遞給海洋的，并由長(zhǎng)周期波儲(chǔ)存的能量，潮汐的能量與潮差大小和潮量成正比；潮流、海流的能量與流速平方和通流量成正比；波浪能是一種在風(fēng)的作用下產(chǎn)生的，并以位能和動(dòng)能的形式由短周期波儲(chǔ)存的機(jī)械能，波浪的能量與波高的平方和波動(dòng)水域面積成正比；河口水域的海水鹽度差能是化學(xué)能，入海徑流的淡水與海洋鹽水間有鹽度差，若隔以半透膜，淡水向海水一側(cè)滲透可產(chǎn)生滲透壓力，其能量與壓力差和滲透流量成正比。因此各種能量涉及的物理過程開發(fā)技術(shù)及開發(fā)利用程度等方面存在很大的差異。
這些不同形式的能量有的已被人類利用，有的已列入開發(fā)利用計(jì)劃，但人們對(duì)海洋能的開發(fā)利用程度至今仍十分低。盡管這些海洋能資源之間存在著各種差異，但是也有著一些相同的特征。每種海洋能資源都具有相當(dāng)大的能量通量：潮汐能和鹽度梯度能大約為2TW；波浪能也在此量級(jí)上；而海洋熱能至少要比此大兩個(gè)數(shù)量級(jí)。但是這些能量分散在廣闊的地理區(qū)域，因此實(shí)際上它們的能流密度相當(dāng)?shù)停疫@些資源中的大部分均蘊(yùn)藏在遠(yuǎn)離用電中心區(qū)的海域。因此只能有一小部分海洋能資源能夠得以開發(fā)利用。
全球海洋能的可再生量很大。根據(jù)聯(lián)合國(guó)教科文組織1981年出版物的估計(jì)數(shù)字，五種海洋能理論上可再生的總量為766億千瓦。其中溫差能為400億千瓦，鹽差能為300億千瓦，潮汐和波浪能各為30億千瓦，海流能為6億千瓦。但如上所述是難以實(shí)現(xiàn)把上述全部能量取出，設(shè)想只能利用較強(qiáng)的海流、潮汐和波浪；利用大降雨量地域的鹽度差，而溫差利用則受熱機(jī)卡諾效率的限制。因此，估計(jì)技術(shù)上允許利用功率為64億千瓦，其中鹽差能30億千瓦，溫差能20億千瓦，波浪能10億千瓦，海流能3億千瓦，潮汐能1億千瓦（估計(jì)數(shù)字）。
海洋能的強(qiáng)度較常規(guī)能源為低。海水溫差小，海面與500～1000米深層水之間的較大溫差僅為20℃左右；潮汐、波浪水位差小，較大潮差僅7—10米，較大波高僅3米；潮流、海流速度小，較大流速僅4～7節(jié)。即使這樣，在可再生能源中，海洋能仍具有可觀的能流密度。以波浪能為例， 每米海岸線平均波功率在最豐富的海域是50千瓦，一般的有5～6千瓦；后者相當(dāng)于太陽能流密度1千瓦／米2）。又如潮流能，最高流速為3米／秒的舟山群島潮流，在一個(gè)潮流周期的平均潮流功率達(dá)4.5千瓦／米2。 海洋能作為自然能源是隨時(shí)變化著的。但海洋是個(gè)龐大的蓄能庫，將太陽能以及派生的風(fēng)能等以熱能、機(jī)械能等形式蓄在海水里，不象在陸地和空中那樣容易散失。海水溫差、鹽度差和海流都是較穩(wěn)定的，24小時(shí)不間斷，晝夜波動(dòng)小，只稍有季節(jié)性的變化。潮汐、潮流則作恒定的周期性變化，對(duì)大潮、小潮、漲潮、落潮、潮位、潮速、方向都可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。海浪是海洋中最不穩(wěn)定的，有季節(jié)性、周期性，而且相鄰周期也是變化的。但海浪是風(fēng)浪和涌浪的總和，而涌浪源自遼闊海域持續(xù)時(shí)日的風(fēng)能，不象當(dāng)?shù)靥柡惋L(fēng)那樣容易驟起驟止和受局部氣象的影響。
海洋能的類型
海洋能的表現(xiàn)形式多種多樣，通常包括：潮汐能、波浪能、海洋溫差能、海洋鹽差能和海流能等。
聲明：本信息內(nèi)容的真實(shí)性未經(jīng)電源在線網(wǎng)證實(shí)，僅供參考。
